【《煤焦油加氢工艺分析》2200字】

PAGE26煤焦油加氢工艺分析煤焦油加氢是指在加氢条件下，在反应器中将重组分转化为轻组分，将含有硫、氮、氧的有机化合物转化为氢、氨和水硫化物，不饱和化学键随着氢原子的插入而饱和，根据目前煤焦油加氢的工业水平，低硫，煤焦油加氢可生产低氮瓦斯油和瓦斯油，由于煤热解过程中不可避免地要输送一些喹啉不溶物，必须经过预处理后才能进入反应器进行加氢反应。根据预处理方法的不同，固定床加氢技术的种类也不同［25－26］。1.1全馏分固定床加氢技术图4全馏分固定床加氢的工艺流程、当使用固体床对整个煤焦油馏分进行氢化时，煤焦油的焦油含量应处于适当水平。同时，焦油中的不溶物和喹啉金属必须经过预处理才能去除，这将严重影响固定床的压差。比较各种煤焦油的性质，固体床加氢完全能满足中低温煤焦油处理的要求，通过过滤等物理手段和脱盐、脱水、脱金属等物理、化学手段将煤焦油中的杂质降低到合理水平。得到处理的煤焦油最后再进行催化加氢。根据精制煤焦油的性质，该反应器具有除杂、除金属、除沥青、羟基化、加氢脱硫等特点［27－28］。如图4。富友能源科技有限公司是这一催化加氢技术的佼佼者。其工业技术被公认为“世界一流领导者”，该技术的加氢效果可达到99.3%的橡胶转化率、98.4%的沥青转化率、99.3%的残炭脱除率、99.6%的硫氮脱除率、98.1%的液相收率，这是煤焦油加氢领域产量最高的工艺。1.2轻馏分油固定床加氢技术煤焦油通常通过减压蒸馏或溶剂处理的方法，从中提取轻量蒸馏油作为固定床和氢化装置的原料（一般工业化为＜370℃蒸馏分）。在氢存在下，轻炭焦油催化脱硫、脱硝、脱硫、芳香饱和，生成液化气、石脑油、轻质燃料成分，工艺流程图5所示［29］。图5轻馏分油固定床的加氢技术加氢处理原料不含煤焦油的复合成分，其沥青质、胶质含量均低于全蒸馏焦油，其加工工序条件接近柴油和氢，比较温和，设备投资等明显低于其他加氢技术。但是，煤油焦油中的重质成分往往被作为廉价副产品处理，作为危险废弃物处理。因此煤油焦油资源的有效利用率较低，油率比全留分氢工艺低20%左右。目前，哈尔滨汽化厂、内蒙庆华等公司正在采用这种技术。1.3延迟焦化结合固定床加氢技术煤焦油经过渣的净化处理，被送入延迟焦化装置。热分解后，一部分重质成分脱氢起到氢供给的作用，同时分解生成一部分轻质小分子产品，因延迟而焦化的重组被转为延迟焦点轻质成分转化为氢/碳原子比的相对高的轻质分油产品。延迟焦炭工程的轻量蒸馏油的产量约为81%～84%。轻馏分再与氢混合，加上氢处理和氢分裂，生产石脑油成分和柴油混合物。整体液相产率低于79%，其工艺流程如图6所示［30－32］。图6延迟焦化结合固定床加氢技术的工艺流程慢速焦化引起的轻质馏分油的特点是聚烯烃含量高，硫酸含量低，氮含量低，树脂含量低，低沥青等特点，要求在加氢反应器中划出去除烯烃、脱硫、氮气、脱香催化剂的等级。由于由此产生的轻质燃料油的密度相对较低，经过重组，杂质含量较低，通常在加氢反应器后加入裂化段，气体生成油中的馏分进一步裂化，满足了冬季低结点柴油的生产需求。固定床及加氢工艺企业主要有田源化工有限公司、新源化工有限公司。1.4悬浮床加氢(含非均相)结合固定床加氢技术煤焦油和催化剂在氢气条件下反应主要有金属、杂质去除、沥青脱水等，悬浮层平滑后的产品继续流入固定河床进行加氢，加氢处理后可满足液化气的生产，石脑油、柴油等易燃产品，其工艺流程图如图7所示［33］。图7悬浮床加氢技术的工艺流程煤焦油非均相催化剂主要以Fe为载体，添加量为0.5%～5%，目前由于技术稳定性等原因，尚未达到长期运行条件。1.5沸腾床加氢结合固定床技术原煤焦油经脱硫脱水处理。在混合氢条件下，以升流方式注入液床加氢反应器。负载型小微粒催化剂在反应器中以沸腾状态运行。氢化油经过轻微加氢后，从反应器顶部排出，分离后送入固定床加氢系统。从固体床加氢中深度脱除油中的硫、氮等异构组分，生产石脑油、柴油等轻质油的工艺流程如图8所示［34］。图8沸腾床加氢技术的工艺流程在这一加氢工艺过程中，流化床和悬浮床具有相似的效果。主要目的是对重炉、煤焦油中的金属化合物和烯烃化合物进行预加氢，以降低下游固定床的反应负荷，与悬浮床加氢相比，沸腾床加氢的反应温度为35～55℃；反应压力为1.1～2.1MPa，工艺条件温和。但与固定床加氢相比，存在着投资高、运行成本高等问题，目前国内的流化床加氢技术供应商主要有上海新海、大连石化等。。1.6技术应用进入21世纪以来，随着国内进口原油比重的不断提高，煤焦油加氢产业开始蓬勃发展，对缓解我国油荒具有重要意义。2019年，平均和低温煤焦油加氢能力约为710万吨/年，在过去十几年中增长了七至八个百分点。从煤焦油和氢气的市场分布情况看，陕西、内蒙古、山东、新疆、河南等占据市场领先地位，其中陕西省可生产约310万吨，新疆近年来生产规模占有较高的地位.从产业布局的特点分析，大部分焦油和氢气的煤炭加工企业都得益于当地丰富的煤炭资源，面临着新世纪煤炭洁净利用、煤炭馏分利用等方面的严峻挑战，树脂和氢气生产轻质燃料和高附加值产品成为必然趋势［35］。从煤焦油加氢技术看，固定层加氢技术成熟，投资低，加氢精制效率好，杂质去除率高，工艺和设备结构相对简单，但由于设备的限制，沥青和金属含量在原料中，适用于氢气固定床加工，应在一定范围内，在加工低品位石油产品的过程中进行控制，存在催化剂焦化、反应器压差快速升高的问题，轻