中低温煤焦油加氢生产清洁燃料油技术

中低温煤焦油加氢生产清洁燃料油技术

刘艳伟

陕西精益化工有限公司 陕西榆林 719000

摘要：本篇文章重点论述分析了中低温煤焦油的特点，同时含分析在国内外中低温煤焦油加氢技术的发展现状，简化阐述了固定床加氢的流程，低温煤焦油加氢的技术选择。中低温煤焦油采用合理的加氢技术，使用清洁的石脑油、精洁料、燃料调和组分，这是改善环境、综合利用煤炭资源、提高企业经济效益的关键途径。

关键词:煤焦油；加氢工艺；清洁燃料油

引言：

国内社会经济的发展，造成我国对化石燃料的资源消耗量日益激增，对煤炭资源需求量日益加大。煤焦油是在煤炭中提取一种能源，近些年，社会企业对于煤焦油需求量在逐年提升。在国内，有着丰富煤炭资源，也有大量化工企业，可以生产制造庞大规模煤焦油产品。煤化工公司主要产品就是生产苯酚化合物，但是煤化工企业规模偏小、工艺落后，高品质、高附加值的产品偏少。

一、中低温煤焦油的性质和特点

煤焦油是指煤炭资源在甘油和汽化时获得的液体物质，该物质呈现黑色或是黑褐色，而且是散发出恶臭性的气体。在煤焦油中有大量的氮氧硫元素，是一种复合型的物质。根据煤焦油液体的温度划分为低温、中温、高温煤焦油。中低温比较有是指低于800度的液体，温度不同的煤焦油，干馏的温度也千差万别。低温煤焦油烃类构成会与石油接近，而且比较有内部氮氧元素和芳烃类含量，都超出了石油，而且碳纤比更高，但是也有大量金属和其他碳类残渣物质加工难度偏大^[1]。煤焦油加工制造费用、技术、经济环保性、重量上有待优化改进，中低温煤焦油，有大量脂肪烃、烷烃。通过使用化学反应，从煤焦油中就可以提炼出氢气燃料，这种燃料油可以供工业企业使用，弥补国内石油资源短缺不足之处，还可以科学利用煤炭资源，提高资源利用效率，降低人们资源使用中产生化学污染。

二、煤焦油加工现状

（一）技术研发进展

煤焦油加工方式有精细化加工、延迟焦化，当前精细化加工技术方法是处理煤焦油基础性方法，加氢技术是结合煤焦油的类型划分为燃料型、润滑油类型等。国内部分煤化工企业将延迟焦化工业技术使用到中低温煤焦油研究中来，对于加氢技术，国内中低温煤焦油的加氢对技术相应的研究已经有了一定发展规模，国内为化工研究所开发研制出来加氢技术，有着材料实用性强，燃油提取率高，而且催化剂活性较高等特点，还有部分专家学者。在加氢催化剂活性研究方面，进行深度研究，研制出来了许多优良催化剂，并且在中低温煤焦油加氢工艺技术方面也有一定的研究成果^[2]。

（二）工业化现状

煤焦油的生产技术也是当前国内煤化工业研究重点，煤焦油的生产技术也提升了，未来也有较大发展前景。在我国，大多数化工企业每年煤焦油处理能力约为40万吨。并且投产煤焦油加氢设备也在日益激增。

三、煤焦油的预处理

煤焦油内部含有大量的水分和杂质，一部分水分呈现水滴悬浮物的状态，在流体中会反映出煤焦油中的化合物，焦油中的水分在蒸馏时容易出现一些安全事故，而且水中的溶剂硫化氢和氨对整个反应炉也会带来腐蚀性作用。煤焦油杂质被加热至高温状态仍产生沉降，而堵塞设备管线与焦油加氢时，会出现内部水分受到温度影响而产生波动。水分与煤焦油气化，也会使气化气活性下降，甚至会出现催化剂变成粉末的问题。这些反应都发生在反应炉设备内，煤焦油进入到反应炉设备，使得煤焦油与水分难以分离。通常情况下，煤焦油内部杂质含量为3%，杂质为煤粉，在生产加工时，也会混入一些颗粒物质。生产人员可以使用脱水处理杂质的方式，使用机械法化学法脱水及脱杂质，煤焦油处理产生焦化延迟，煤焦油的处理时间时沸腾床和易处理悬浮床处理工艺技术可以生产制造出清洁的燃料油^[3]。

四、煤焦油加氢的生产清洁燃料油

（一）预蒸馏固定床加氢技术

中低煤焦油预蒸馏技术和加氢技术会使用蒸馏处理的方法，来处理加氢材料内部胶质和沥青材料中金属元素，处理解决了固定床加氢装置长期运转时带来的问题。固定床加氢过程会优选加氢制剂和加氢液化催化试剂，可以生产硫含量为10微克石脑油和柴油产品，而且该技术有着工艺流程，合理生产过程，比较清洁环保。由于蒸馏过程多为物理处理过程，无法对这些高温裂解反应生成二烯烃及氧化物加氢为后续加氢工艺操作带来的支撑，通常情况下，还要增加二烯烃，预加氢合成。一般状况下，需要增加二烯烃为目的预加氢过程，蒸馏塔塔体的重组粘度和软化点相对偏差，难以生产制造出高品质的沥青材料，这些只能够作为重质燃料油材料，资源利用不太充分^[4]。

（二）延迟焦化固定床的加氢技术

延迟焦化固定床加氢技术会使用煤焦油、全硫酸的进料方法，在加热的催化作用之下，煤焦油会产生热烈化学反应，会得到气体。此时将原料中胶质沥青质生胶前期，煤焦油物质会转化为焦炭之后，再将氢氯酚当成固定床加氢基础材料。在生产工业用石脑油和柴油有延迟焦化，就要加入加氢材料，使得煤焦油的产品提成率会达到80%，延迟焦化固定加氢技术可以将一些煤焦油转化为轻质产品，但是这种工艺技术流程相对繁琐，而且有一部分煤焦油变成焦炭，还不能够提取内部成分。

（三）沸腾床、固定床组合加氢技术

加氢工艺技术和配套催化技术研发，展开水利学实验及内部结构等方面研究。沸腾床、固定床的加氢工艺技术应用，避免了固定床工艺技术因为长时间温度过高而产生的装置停工的问题发生。循环氢的压缩设备动力消耗，也会降低反应装置内部由于催化剂原料由氢气等材料搅拌时间，进而促进热传导，不成会使得沸腾床反应装置，内部上下温度基本保持一致，反映内部温度均匀，这将有利于催化剂活性的提升，也避免了因为固定床反应装置容易发生局部过热，而产生的飞温问题。

五、结束语

采用预蒸馏固定床组合的加氢技术，该技术相对成熟可靠，应用于煤焦油的加工，整个加工环境过程比较良好，产品品质高于低碳的氧化物，会获得更好的经济效益。煤焦油中残渣含量偏多，整体资源使用效率不高，沸腾床和固定床加氢技术适用于大规模机械化生产，而且整个过程相对友好，生产出来的煤焦油产品品质高，资源使用效率高。但是流程繁琐将提升整个投资费用高，加工费用大，煤焦油加氢生产清洁燃料油技术应用比较合理，也是目前合理使用煤焦油资源有效路径。

参考文献：

[1]王锦程.中低温煤焦油加氢技术的生产现状与产业发展研究[J].2021(2014-3):26-26.

[2]颜丙峰,胡发亭,赵鹏,等.煤焦油悬浮床加氢后轻质油生产清洁油品的试验研究[J].煤炭转化,2019,42(03):21-29.

[3]陈士山,李毓良.中低温煤焦油加氢改制工艺研究[J].科学与财富,2020,012(009):272.

[4]李高.中低温煤焦油加氢改质工艺研究[J].商品与质量,2019,000(044):90.