对中低温煤焦油加氢工艺现状及改进优化的研究
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摘 要：我国人口众多能源消耗极大，为了应对我国日益增长的能源需求，为此高效利用煤炭资源显得尤为必要。煤焦油作为煤炭干馏的副产物，通过研究其加氢工艺现状能够有效发现技术环节存在的优缺点，进而为创新优化提供参考和指导。本文从煤焦油加氢的目的及原理谈起，重点对目前煤焦油加氢工艺进行了阐述和分析，最后提出改进优化的策略和建议，旨在为国内煤焦油企业的可持续发展提供些许助力或借鉴。
关键词：煤焦油；加氢；现状；优化
我国属于“富煤、缺油、少气”的国家，面对能源消费需求的提升，在世界石油资源短缺的不争事实面前，寻找可替代能源愈发紧迫。一直以来，我国在能源利用方面的效率和质量都不理想，与先进国家存在很大的差距，为此从煤焦油中获取最大的利用价值显得十分必要。由于煤焦油是煤热解的产物，按照热解温度可分为高、中、低三种不同的种类，其中高温煤焦油技术相对成熟，而中低温煤焦油由于密度相对较小且含有大量的酚类物质，为此要想脱除酚类有害物质，必须要进行加氢脱氧处理。然而煤焦油加氢工艺受国内焦化厂分散的影响很难形成规模，一些高附加值产品难以开发。基于此，研究目前中低温煤焦油加氢工艺现状有助于改进优化策略的顺利推进和实施。
1 对煤焦油加氢目的与原理的分析
煤焦油中含有大量的不饱和烃，其中包括烯烃、多环芳烃等。作为一种液体产品，还含有很大比重的硫类化合物和氮类化合物，为此酸度及胶质含量都相对较高。煤焦油在氧化安、定、光、储存等方面的性能较弱，不能够直接缩微优质燃油出厂，一般通过干馏、汽化或者热解煤炭从而获取。通过借助温度、压力及催化剂的作用，能够实现煤焦油的改进。尤其是通过煤焦油采取加氢改质工艺，便可实现脱硫和脱氮反应，同时优化其安定性的基础上，有效减少硫含量及芳烃含量，最终生产出优质的石脑油和燃料油，且与汽油和柴油质量不相上下。在煤焦油加氢处理工艺中，主要的化学反应包括不饱和烃加氢饱和反应、加氢脱氧、加氢脱硫，通过加氢处理后，煤焦油所含的硫原子就会转化为硫化氢、有机金属化合物则转化为相应的金属硫化物、氧原子转化为水、氮原子转化为氨、芳烃及不饱和烯烃等转化为相应的烃类等环境友好型清洁燃料。
2 对我国中低温煤焦油加氢工艺现状的概述
2.1 BRICC技术
BRICC煤焦油加工技术作为煤焦油悬浮床加氢工艺，其特征在于使用了非均相催化剂。该技术工艺是由我国煤炭科学研究总院煤化工研究分院最先研发出来的。该工艺的具体流程为：首先，循环油脱除了催化剂，与此同时温度在370℃以上的重馏分油混合硫化物及加氢催化剂，待二者充分混合后便形成了催化剂油浆。其次，催化剂油浆与其余重馏分油经过原料泵时压力得到提升，在进入悬浮床加氢反应器之前，经过了加氢升温处理，此时产生了加氢裂化反应。最后，反应过程中，会流出反应物并对其进行过滤，其中高温分离器会得到油混合物。而低温分离器会得到富氢气体。一般情况下，压塌分馏油混合物后，在370℃以下的温度区间内，能够产生轻质馏分油，随后进行提质加工，将会生成相关的化工原料、汽油、芳烃产品。
2.2 石化焦油加氢制燃料油工艺
煤焦油加氢进料是煤焦油进行预处理的产物，预加氢反应在装有预加氢催化剂和加氢保护剂中的反应器中进行，之后在装有主加氢催化剂的反应器中预加氢生成油进行加氢反应，其中温度在300-420℃之间，燃料油和轻质油品是分馏系统中加氢生成油反应后的产物。一方面，根据原料的性质将煤焦油原料分成重馏分和馏成轻。其中对重馏分进行萃取，脱去金属、水分、过高的灰分等不溶物和杂质。而轻馏分主要是为了提取酚等化工产品。待轻馏分和萃取后，进入加氢系统。
2.3 煤焦油加氢制取柴油工艺
将煤焦油分离成馏出油和渣油，在加氢精制装置中进行加氢制取汽油和柴油。其中加氢精制条件为压力氢油体积比600：1-1200：1、6.0-12.0MPa、反应温度340-370℃。通过采取不同的加氢设计方案，可以处理不同的原料油。其工艺优势在于具有较强的灵活性和经济性但是缺点在于投资相对较大。
3 对煤焦油加氢工艺改进优化策略的探究
目前我国中低温煤焦油的加氢技术还需进一步完善和优化，尤其是以加氢工艺的创新为主。在技术开发和研究过程中，适当合理参考国外先进技术，结合国内实情和企业实际情况对工艺进行改造，确保技术独具特色且拥有自主知识产权。此外充分利用新型的材料，開发深加工产品和煤焦油精细化工产品，拓宽煤焦油加氢工艺，将煤焦油专用裂化、改质催化剂、加氢精制研制出来，深入的研究原料油的不同性质组成，高效利用新型催化材料、助剂，投入更多的物力、精力、人力，持续拓宽生产轻质燃料油的原料来源。
总之，我国作为能源消费和煤炭储备大国，提升对中低温煤焦油加氢工艺的完善势在必行。尤其是目前煤焦油粉尘含量高、损耗、污染问题以及资源浪费问题依然严峻，这不仅对煤焦油加工提出了考验，而且对煤焦油企业的可持续发展产生了极大的制约，为此煤焦油冶炼企业要积极研究新工艺新设备，加强污水污染物治理，优化操作工序，确保变废为宝的同时，最终实现环境与经济效益的双赢。
参考文献：
[1]任明丹，张端峰，李涛，等.中低温煤焦油加氢技术进展[J].河南化工，2014，3（8）：21-25.
[2]李春阳.中低温煤焦油加氢改质工艺概述[J].中国化工贸易，2013（12）：262.
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