對中低溫煤焦油加氫工藝現狀及改進優化的研究
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摘 要：我國人口眾多能源消耗極大，為了應對我國日益增長的能源需求，為此高效利用煤炭資源顯得尤為必要。煤焦油作為煤炭干餾的副產物，通過研究其加氫工藝現狀能夠有效發現技術環節存在的優缺點，進而為創新優化提供參考和指導。本文從煤焦油加氫的目的及原理談起，重點對目前煤焦油加氫工藝進行了闡述和分析，最后提出改進優化的策略和建議，旨在為國內煤焦油企業的可持續發展提供些許助力或借鑒。
關鍵詞：煤焦油；加氫；現狀；優化
我國屬于“富煤、缺油、少氣”的國家，面對能源消費需求的提升，在世界石油資源短缺的不爭事實面前，尋找可替代能源愈發緊迫。一直以來，我國在能源利用方面的效率和質量都不理想，與先進國家存在很大的差距，為此從煤焦油中獲取最大的利用價值顯得十分必要。由于煤焦油是煤熱解的產物，按照熱解溫度可分為高、中、低三種不同的種類，其中高溫煤焦油技術相對成熟，而中低溫煤焦油由于密度相對較小且含有大量的酚類物質，為此要想脫除酚類有害物質，必須要進行加氫脫氧處理。然而煤焦油加氫工藝受國內焦化廠分散的影響很難形成規模，一些高附加值產品難以開發?；诖?，研究目前中低溫煤焦油加氫工藝現狀有助于改進優化策略的順利推進和實施。
1 對煤焦油加氫目的與原理的分析
煤焦油中含有大量的不飽和烴，其中包括烯烴、多環芳烴等。作為一種液體產品，還含有很大比重的硫類化合物和氮類化合物，為此酸度及膠質含量都相對較高。煤焦油在氧化安、定、光、儲存等方面的性能較弱，不能夠直接縮微優質燃油出廠，一般通過干餾、汽化或者熱解煤炭從而獲取。通過借助溫度、壓力及催化劑的作用，能夠實現煤焦油的改進。尤其是通過煤焦油采取加氫改質工藝，便可實現脫硫和脫氮反應，同時優化其安定性的基礎上，有效減少硫含量及芳烴含量，最終生產出優質的石腦油和燃料油，且與汽油和柴油質量不相上下。在煤焦油加氫處理工藝中，主要的化學反應包括不飽和烴加氫飽和反應、加氫脫氧、加氫脫硫，通過加氫處理后，煤焦油所含的硫原子就會轉化為硫化氫、有機金屬化合物則轉化為相應的金屬硫化物、氧原子轉化為水、氮原子轉化為氨、芳烴及不飽和烯烴等轉化為相應的烴類等環境友好型清潔燃料。
2 對我國中低溫煤焦油加氫工藝現狀的概述
2.1 BRICC技術
BRICC煤焦油加工技術作為煤焦油懸浮床加氫工藝，其特征在于使用了非均相催化劑。該技術工藝是由我國煤炭科學研究總院煤化工研究分院最先研發出來的。該工藝的具體流程為：首先，循環油脫除了催化劑，與此同時溫度在370℃以上的重餾分油混合硫化物及加氫催化劑，待二者充分混合后便形成了催化劑油漿。其次，催化劑油漿與其余重餾分油經過原料泵時壓力得到提升，在進入懸浮床加氫反應器之前，經過了加氫升溫處理，此時產生了加氫裂化反應。最后，反應過程中，會流出反應物并對其進行過濾，其中高溫分離器會得到油混合物。而低溫分離器會得到富氫氣體。一般情況下，壓塌分餾油混合物后，在370℃以下的溫度區間內，能夠產生輕質餾分油，隨后進行提質加工，將會生成相關的化工原料、汽油、芳烴產品。
2.2 石化焦油加氫制燃料油工藝
煤焦油加氫進料是煤焦油進行預處理的產物，預加氫反應在裝有預加氫催化劑和加氫保護劑中的反應器中進行，之后在裝有主加氫催化劑的反應器中預加氫生成油進行加氫反應，其中溫度在300-420℃之間，燃料油和輕質油品是分餾系統中加氫生成油反應后的產物。一方面，根據原料的性質將煤焦油原料分成重餾分和餾成輕。其中對重餾分進行萃取，脫去金屬、水分、過高的灰分等不溶物和雜質。而輕餾分主要是為了提取酚等化工產品。待輕餾分和萃取后，進入加氫系統。
2.3 煤焦油加氫制取柴油工藝
將煤焦油分離成餾出油和渣油，在加氫精制裝置中進行加氫制取汽油和柴油。其中加氫精制條件為壓力氫油體積比600：1-1200：1、6.0-12.0MPa、反應溫度340-370℃。通過采取不同的加氫設計方案，可以處理不同的原料油。其工藝優勢在于具有較強的靈活性和經濟性但是缺點在于投資相對較大。
3 對煤焦油加氫工藝改進優化策略的探究
目前我國中低溫煤焦油的加氫技術還需進一步完善和優化，尤其是以加氫工藝的創新為主。在技術開發和研究過程中，適當合理參考國外先進技術，結合國內實情和企業實際情況對工藝進行改造，確保技術獨具特色且擁有自主知識產權。此外充分利用新型的材料，開發深加工產品和煤焦油精細化工產品，拓寬煤焦油加氫工藝，將煤焦油專用裂化、改質催化劑、加氫精制研制出來，深入的研究原料油的不同性質組成，高效利用新型催化材料、助劑，投入更多的物力、精力、人力，持續拓寬生產輕質燃料油的原料來源。
總之，我國作為能源消費和煤炭儲備大國，提升對中低溫煤焦油加氫工藝的完善勢在必行。尤其是目前煤焦油粉塵含量高、損耗、污染問題以及資源浪費問題依然嚴峻，這不僅對煤焦油加工提出了考驗，而且對煤焦油企業的可持續發展產生了極大的制約，為此煤焦油冶煉企業要積極研究新工藝新設備，加強污水污染物治理，優化操作工序，確保變廢為寶的同時，最終實現環境與經濟效益的雙贏。
參考文獻：
[1]任明丹，張端峰，李濤，等.中低溫煤焦油加氫技術進展[J].河南化工，2014，3（8）：21-25.
[2]李春陽.中低溫煤焦油加氫改質工藝概述[J].中國化工貿易，2013（12）：262.
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