論中低溫煤焦油加氫技術(shù)

杜剛　趙燎

摘 要：我國(guó)是煤炭能源儲(chǔ)備大國(guó)，除作為能源被廣泛使用外，也是石油、化工企業(yè)的重要生產(chǎn)原料。近年來(lái)，隨著我國(guó)煤炭能源的不斷減少，國(guó)家對(duì)煤炭能源的開(kāi)發(fā)和利用上也在不斷的進(jìn)行探索和發(fā)展。對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行加氫處理能夠?qū)⒚禾吭现械母黝愌趸锖屯闊N類物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)出環(huán)保節(jié)能型的日化用品及燃料用油，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型發(fā)展的同時(shí)，還能夠滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。本文通過(guò)研究中低溫煤焦油相關(guān)加氫技術(shù)并進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，探索和完善我國(guó)中低溫煤焦油加氫技術(shù)。

關(guān)鍵詞：中低溫煤焦油;加氫技術(shù)

我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)備十分富足，全國(guó)大約75%的能源屬于煤炭資源，煤焦油作為煤炭加工產(chǎn)業(yè)的附屬產(chǎn)品，在我國(guó)的能源開(kāi)發(fā)及應(yīng)用方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。然而我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)相較于發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，中低溫煤焦油的深加工轉(zhuǎn)換技術(shù)相對(duì)落后，無(wú)論在加工產(chǎn)品種類，還是加工產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量上，我國(guó)的中低溫煤焦油加工技術(shù)還有很大的進(jìn)步空間。

1 中低溫煤焦油加氫技術(shù)概述

煤焦油是煤炭資源經(jīng)過(guò)熱解技術(shù)進(jìn)行處理，蒸餾后產(chǎn)生的一種粘稠液態(tài)物質(zhì)。煤焦油由于其所含物質(zhì)多為特殊元素物質(zhì)，其自身在儲(chǔ)備方面具備不穩(wěn)定性且極易氧化，因此需要輔助相應(yīng)的轉(zhuǎn)化技術(shù)來(lái)對(duì)煤焦油進(jìn)行深度處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)煤焦油的最大化利用。對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行加氫工藝處理能夠有效去除原料油內(nèi)部的無(wú)用物質(zhì)及雜質(zhì)，其基本技術(shù)原理是：將中低溫煤焦油進(jìn)行混氫處理，通過(guò)加熱和催化劑進(jìn)行相關(guān)反應(yīng)，氫元素與原料油中的氮、硫、氧等發(fā)生脫離反應(yīng)，并與烷烴類物質(zhì)發(fā)生飽和反應(yīng)，生成物通過(guò)餾分技術(shù)進(jìn)行深加工處理，能夠得到清潔型燃料能源，這種技術(shù)的應(yīng)用不但能夠有效減少我國(guó)的環(huán)境污染，還能夠極大程度的環(huán)節(jié)當(dāng)前我國(guó)燃油資源短缺的緊張狀態(tài)。

2 常見(jiàn)中低溫煤焦油加氫技術(shù)

2.1 預(yù)蒸餾固定床加氫

預(yù)蒸餾固定床加氫技術(shù)的特點(diǎn)是中低溫煤焦油中的雜質(zhì)、鹽類、水份、金屬元素等相關(guān)物質(zhì)通過(guò)蒸餾技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)脫除，這種技術(shù)能夠提升成品油生產(chǎn)的純度及質(zhì)量，較為環(huán)保。預(yù)蒸餾固定床加氫技術(shù)能夠有效降低加氫設(shè)備的工作周期，環(huán)保效率高的同時(shí)還具備操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，多被用來(lái)進(jìn)行重質(zhì)燃油的生產(chǎn)使用。但是由于預(yù)蒸餾固定床加氫技術(shù)軟化性強(qiáng)、延展度低的性能特點(diǎn)，在瀝青等建筑材料的生產(chǎn)加工上不適合使用。

2.2 延遲焦化固定床加氫技術(shù)

延遲焦化固定床加氫技術(shù)的重點(diǎn)部分在加氫裂化反應(yīng)部分，主要是對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行全硫分裂處理來(lái)實(shí)現(xiàn)裂化反應(yīng)的加速和徹底反應(yīng)，將反應(yīng)過(guò)程的代謝物瀝青和焦炭轉(zhuǎn)化成焦炭，進(jìn)而通過(guò)加氫反應(yīng)處理來(lái)生產(chǎn)出汽油能源及柴油能源。延遲焦化固定床加氫技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于原料油反應(yīng)的徹底分離，能夠?qū)崿F(xiàn)油品生產(chǎn)最大化，產(chǎn)品額生產(chǎn)率大幅提升，對(duì)設(shè)備的磨損消耗程度也非常的小，但是因?yàn)椴僮鞴に囕^為繁瑣，綜合企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的全部投資效益來(lái)看利用效率并不十分可取。

2.3 懸浮床加氫裂化技術(shù)

懸浮床加氫裂化技術(shù)的核心特點(diǎn)就是將中低溫煤焦油進(jìn)行加氫處理，實(shí)現(xiàn)重油向輕油的轉(zhuǎn)化。這項(xiàng)加氫技術(shù)的核心部分在于催化劑的使用，通過(guò)催化劑的流動(dòng)特性來(lái)代謝掉整個(gè)加氫反應(yīng)過(guò)程中生成的熱量，解決了反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)爐內(nèi)的堵塞問(wèn)題，最大限度的減少污染物沉淀。懸浮床加氫裂化技術(shù)是中低溫煤焦油加氫技術(shù)領(lǐng)域的“新寵”，其反應(yīng)性能強(qiáng)，產(chǎn)品成油率高達(dá)92%，且反應(yīng)過(guò)程能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，雖然新技術(shù)具備諸多優(yōu)勢(shì)，但自自身特點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，懸浮床加氫裂化技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)比較欠缺，所以需要不斷的進(jìn)行實(shí)踐。與此效果和性能一樣的還有沸騰床加氫裂化技術(shù)。

3 中低溫煤焦油加氫技術(shù)重點(diǎn)環(huán)節(jié)解析

3.1 原料預(yù)處理

中低溫煤焦油加工的第一環(huán)節(jié)就是原料預(yù)處理環(huán)節(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量的高低預(yù)購(gòu)?fù)耆Q于原料預(yù)處理的好壞與否。首先，要將煤焦油中少量水分、鹽類和雜質(zhì)進(jìn)行脫除處理。其次，原料中還含有大量的酚類物質(zhì)，此類物質(zhì)對(duì)于設(shè)備具有腐蝕侵害，如果不進(jìn)行脫除處理，對(duì)于油品的燃燒性能、安全性和穩(wěn)定性都會(huì)帶來(lái)極大干擾和影響。

3.2 煤焦油加氫反應(yīng)過(guò)程

將進(jìn)行過(guò)除雜預(yù)處理后的原料油輸送至加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱，使得加熱爐內(nèi)的反應(yīng)溫度達(dá)到中低溫煤焦油反應(yīng)溫度的規(guī)定范圍值后，對(duì)加熱爐內(nèi)輸入氫氣來(lái)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)徹底完成之后煤焦油內(nèi)的原有的基本元素反應(yīng)生成硫化氫、氨氣、水，把反應(yīng)器降溫冷卻后把產(chǎn)生的氣體和新液體分離開(kāi)來(lái)，氫氣可以繼續(xù)再次循環(huán)使用。

3.3 分餾塔分離和再加工

在反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行的加氫反應(yīng)代謝油并不是最終產(chǎn)物，中低溫煤焦油通過(guò)加氫反應(yīng)后的混合油需要通過(guò)分餾塔再加工來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品油分離。在分餾塔的作用下，混合油可分離出石腦油和重油，石腦油可通過(guò)進(jìn)一步加工處理生成汽油等燃料擁有，而重油可通過(guò)進(jìn)一步加工處理生成柴油產(chǎn)品。分餾塔在進(jìn)行分離反應(yīng)時(shí)也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)募託淞鸦幚?，?lái)實(shí)現(xiàn)中低溫煤焦油的完全轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

綜上所述，面對(duì)當(dāng)前我國(guó)長(zhǎng)期面臨的能源壓力，新的環(huán)境形勢(shì)迫使煤焦油成為了當(dāng)前我國(guó)新型能源的主要來(lái)源。對(duì)中低溫煤焦油進(jìn)行加氫技術(shù)處理能夠高效的得到清潔型能源物質(zhì)，對(duì)于我國(guó)能源事業(yè)和環(huán)境保護(hù)事業(yè)具有十分重要的影響，石化、焦化企業(yè)要針對(duì)中低溫煤焦油加氫技術(shù)開(kāi)展深入的探索和研究，不斷優(yōu)化加氫工藝，保障企業(yè)在未來(lái)的能源市場(chǎng)具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]次東輝，崔鑫，王銳，郭小汾.中低溫煤焦油加氫精制工藝穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J].煤化工，2016，44（06）：1-5.