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中低溫煤焦油加氫工藝
摘 要：煤焦油是煤炭在干餾、氣化或熱解過程中的副產品，是一種碳氫化合物的復雜混合物，含有脂肪烴、烯烴、酚屬烴、環烷烴和芳香烴等價值很高的有機物。
對其進行加氫輕質化處理后，可得到汽油、柴油、錠子油和石蠟等，提高了煤焦油的使用價值。
本文分析了煤焦油加氫的目的與原理;對加氫精制工藝、加氫精制一加氫裂化工藝、非均相懸浮床加氫工藝、液相裂解加氫工藝進行了介紹。
關鍵詞：煤炭中低溫煤焦油加氫工藝清潔燃料
一、中低溫煤焦油加氫的目的與原理
中低溫煤焦油(以下“煤焦油”即“中低溫煤焦油”)從外觀上看，是黑色黏稠液體，密度略小于1000kg/m3，黏度大，具有特殊的氣味，其主要組成是芳香族化合物，且大多數是兩環以上的稠環芳香族化合物。
不同的熱解工藝、不同的原料煤都直接影響煤焦油的性質和組成。
對于煤焦油可以通過加氫改質工藝，在一定溫度、壓力以及催化劑的共同作用下，完成脫硫、飽和烴飽和、脫氮反應、芳烴飽和等作用，可以得到硫、氮、芳烴含量較低的汽油、柴油等環境友好型清潔燃料。
二、中低溫煤焦油加氫工藝簡述
1.加氫精制工藝
對煤焦油進行加氫精致工藝是煤焦油加氫工藝使用較為廣泛的一種，主要是要以煤焦油的輕餾分油或全餾分油作為基本原料，并通過加氫精致或加氫處理等過程，來實現脫除原煤焦油中的硫、氮、氧、金屬等雜質以及飽和烯烴和芳烴等，進而生產出石腦油、柴油、低硫低氮重質燃料油或碳材料的原料等產品。
這種煤焦油加氫工藝的有點在于其工藝流程相對簡單，但是也存在原料利用率較低的缺點，這種加氫工藝所出產產品的十六烷值通常較低。
此外，經過預處理后的煤焦油在用泵打出并與煤焦油輕質餾分等充分混合進入加氫原料緩沖罐中，后再將原料經泵打出與氫氣進行混合并加熱后進行加氫反應，加氫后的生成物在進入換熱器中冷卻，再進入分離器進行氣液分離處理，通過分離得到的液相分入分餾塔內，塔頂的輕質油極為石腦油，而踏地柴油經過過濾處理后就成為產品柴油。
2.加氫精制一一加氫裂化工藝
還有一種是裂化工藝，以全餾分煤焦油為基本原料。
利用加氫精制——裂化過程將煤焦油中的重油或瀝青轉化生產輕質餾分油，最大限度的提高了輕質油的產出率。
與單純的加氫精制技術相比，這項技術的缺點是增加了加氧裂化的過程，工藝相對復雜，過稈操作穩定性不易控制，但是優勢則是輕質油回收率提高，即提高了對焦油原料的利用率，同時柴油產品的十六烷值高，可以達到40以上。
按照這個工藝進行設計，生產中來自罐區的原料與氫氣混合，并對其進行加熱升溫后進入到預加氫反心裝置。
該裝置的主要作用是對原料油內所含的氮、氧、硫等金屬物質進行轉化，產生相應的氨氣、水、硫化物等而完成脫除。
預加氫完成后，初級產物別送入到第二階段的加氫反應裝置中，反應后產出物質利用分離器進行分流，主要為氫氣與生成油，生成油利用分餾塔進行處理，頂部產出的是產品油底部生成的尾油，系統將尾油送入加氫裂化的反應裝置中，通入氧氣可以獲得液化氣和石腦油、柴油等餾分產品。
此工藝對煤焦油的處理率高達90%足以上。
3.非均相懸浮床加氫工藝
我國煤炭科學研究總院煤化工研究分院進行自行研發了一種非均相催化劑的煤焦油懸浮床加氫工藝方法-BRICC煤焦油加工技術。
這種加氫工藝的加氫過程主要是：首先將拖出了催化劑的循環油以及以下部分溫度小于370攝氏度的重餾分油的煤焦油與加氫催化劑以及硫化劑進行充分的均勻混合，以此得到催化劑油漿;后經催化劑油漿與剩下的大部分370攝氏度的重餾分油的煤焦油經過原料泵進行升壓、升溫處理，處理后進入懸浮窗加氫反應器再進行加氫裂化反應，而反應器在反應過程中流出的化合物經過高溫、低溫分離器后將得到液固相高低分油混合物和富氫氣體兩部分。
這種BRICC加工技術可以實現將全部重瀝青回煉裂化為小分子產品，同時也能夠實現催化劑的脫除，能夠實現煤焦油催化劑循環利用的目的，極大的提高了原料和催化劑的使用效率。
4.液相裂解加氫工藝
在對低溫煤焦油的處理中，利用中高壓條件對液相煤焦油進行加氫處理也可以得到較好的工藝效果。
此種技術以低溫煤焦油重餾分為原材料，在一定的溫度下對其進行加壓處理，并完成催化，對煤焦油進行裂解加氫生產的產品為汽油、柴油等。
生產的流程如下：低溫煤焦油餾分與循環氫氣混合，經過換熱器進行處理，進入到加熱爐中.待其升至設定溫度后，進入反應裝置進行生產，生成的汽油經過換熱器和冷卻器后進入到產品分離裝置，完成油氣分離，達到柴油餾分和中壓氣體.氣體經過氫氣循環壓縮機吸入后進行循環利用。
因為中壓加氫的過程沒有脫氮和脫硫、芳烴加氫的反應過程，產品油的性質往往與煤焦油相似，柴油餾分由于十六烷的值偏低，殘留的碳偏高，因此其后續必須在油氣分流后繼續進行高壓加氫才能達到生產目的。
三、結語
煤焦油是煤炭在干餾、氣化或熱解過程中的副產品，是一種碳氫化合物的復雜混合物，含有脂肪烴、烯烴、酚屬烴、環烷烴和芳香烴等價值很高的有機物，是石油化工企業寶貝的資源之一。
對煤熱解過程中的副產物——中低溫煤焦油進行加氫輕質化處理后，可得到汽油、柴油、錠子油和石蠟等，提高了煤焦油的使用價值，使焦油油品質量得到改善和合理利用的同時，也減輕了對環境的污染。
積極優化工藝技術，開發煤焦油新型清潔利用加氫技術，對能源可持續發展具有重要戰略意義。
參考文獻
[1]江巨榮.國內煤焦油的加工工業現狀及發展[J].廣州化工，2009，37(4)：52-55.
[2]李冬，李穩宏，高新等.中低溫煤焦油加氫改質工藝研究[J].煤炭轉化，2009，32(4)：81-84.
[3]姚春雷，全輝，張忠清等.中、低溫煤焦油加氫生產清潔燃料油技術[J].化工進展，2013，32(3)：501-507.
[4]李增文.煤焦油加氫工藝技術[J].化學工程師，2009，(10)：57-59，62.
[5]馬x亮，彭亞偉，李國軍等.利用煤焦油加氫轉化試制燃料油[J].河南冶金，2005，13(6)：37-38，45.
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