中低温煤焦油加氢工艺概述

2019-06-17 版权声明 举报文章

摘 要:煤焦油是煤炭在干馏、气化或热解过程中的副产品,是一种碳氢化合物的复杂混合物,含有脂肪烃、烯烃、酚属烃、环烷烃和芳香烃等价值很高的有机物。对其进行加氢轻质化处理后,可得到汽油、柴油、锭子油和石蜡等,提高了煤焦油的使用价值。本文分析了煤焦油加氢的目的与原理;对加氢精制工艺、加氢精制一加氢裂化工艺、非均相悬浮床加氢工艺、液相裂解加氢工艺进行了介绍。

关键词:煤炭中低温煤焦油加氢工艺清洁燃料

一、中低温煤焦油加氢的目的与原理

中低温煤焦油(以下“煤焦油”即“中低温煤焦油”)从外观上看,是黑色黏稠液体,密度略小于1000kg/m3,黏度大,具有特殊的气味,其主要组成是芳香族化合物,且大多数是两环以上的稠环芳香族化合物。不同的热解工艺、不同的原料煤都直接影响煤焦油的性质和组成。对于煤焦油可以通过加氢改质工艺,在一定温度、压力以及催化剂的共同作用下,完成脱硫、饱和烃饱和、脱氮反应、芳烃饱和等作用,可以得到硫、氮、芳烃含量较低的汽油、柴油等环境友好型清洁燃料。

二、中低温煤焦油加氢工艺简述

1.加氢精制工艺

对煤焦油进行加氢精致工艺是煤焦油加氢工艺使用较为广泛的一种,主要是要以煤焦油的轻馏分油或全馏分油作为基本原料,并通过加氢精致或加氢处理等过程,来实现脱除原煤焦油中的硫、氮、氧、金属等杂质以及饱和烯烃和芳烃等,进而生产出石脑油、柴油、低硫低氮重质燃料油或碳材料的原料等产品。这种煤焦油加氢工艺的有点在于其工艺流程相对简单,但是也存在原料利用率较低的缺点,这种加氢工艺所出产产品的十六烷值通常较低。此外,经过预处理后的煤焦油在用泵打出并与煤焦油轻质馏分等充分混合进入加氢原料缓冲罐中,后再将原料经泵打出与氢气进行混合并加热后进行加氢反应,加氢后的生成物在进入换热器中冷却,再进入分离器进行气液分离处理,通过分离得到的液相分入分馏塔内,塔顶的轻质油极为石脑油,而踏地柴油经过过滤处理后就成为产品柴油。

2.加氢精制一一加氢裂化工艺

还有一种是裂化工艺,以全馏分煤焦油为基本原料。利用加氢精制——裂化过程将煤焦油中的重油或沥青转化生产轻质馏分油,最大限度的提高了轻质油的产出率。与单纯的加氢精制技术相比,这项技术的缺点是增加了加氧裂化的过程,工艺相对复杂,过秆操作稳定性不易控制,但是优势则是轻质油回收率提高,即提高了对焦油原料的利用率,同时柴油产品的十六烷值高,可以达到40以上。按照这个工艺进行设计,生产中来自罐区的原料与氢气混合,并对其进行加热升温后进入到预加氢反心装置。该装置的主要作用是对原料油内所含的氮、氧、硫等金属物质进行转化,产生相应的氨气、水、硫化物等而完成脱除。预加氢完成后,初级产物别送入到第二阶段的加氢反应装置中,反应后产出物质利用分离器进行分流,主要为氢气与生成油,生成油利用分馏塔进行处理,顶部产出的是产品油底部生成的尾油,系统将尾油送入加氢裂化的反应装置中,通入氧气可以获得液化气和石脑油、柴油等馏分产品。此工艺对煤焦油的处理率高达90%足以上。

3.非均相悬浮床加氢工艺

我国煤炭科学研究总院煤化工研究分院进行自行研发了一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢工艺方法-BRICC煤焦油加工技术。这种加氢工艺的加氢过程主要是:首先将拖出了催化剂的循环油以及以下部分温度小于370摄氏度的重馏分油的煤焦油与加氢催化剂以及硫化剂进行充分的均匀混合,以此得到催化剂油浆;后经催化剂油浆与剩下的大部分370摄氏度的重馏分油的煤焦油经过原料泵进行升压、升温处理,处理后进入悬浮窗加氢反应器再进行加氢裂化反应,而反应器在反应过程中流出的化合物经过高温、低温分离器后将得到液固相高低分油混合物和富氢气体两部分。这种BRICC加工技术可以实现将全部重沥青回炼裂化为小分子产品,同时也能够实现催化剂的脱除,能够实现煤焦油催化剂循环利用的目的,极大的提高了原料和催化剂的使用效率。

4.液相裂解加氢工艺

在对低温煤焦油的处理中,利用中高压条件对液相煤焦油进行加氢处理也可以得到较好的工艺效果。此种技术以低温煤焦油重馏分为原材料,在一定的温度下对其进行加压处理,并完成催化,对煤焦油进行裂解加氢生产的产品为汽油、柴油等。生产的流程如下:低温煤焦油馏分与循环氢气混合,经过换热器进行处理,进入到加热炉中.待其升至设定温度后,进入反应装置进行生产,生成的汽油经过换热器和冷却器后进入到产品分离装置,完成油气分离,达到柴油馏分和中压气体.气体经过氢气循环压缩机吸入后进行循环利用。因为中压加氢的过程没有脱氮和脱硫、芳烃加氢的反应过程,产品油的性质往往与煤焦油相似,柴油馏分由于十六烷的值偏低,残留的碳偏高,因此其后续必须在油气分流后继续进行高压加氢才能达到生产目的。

三、结语

煤焦油是煤炭在干馏、气化或热解过程中的副产品,是一种碳氢化合物的复杂混合物,含有脂肪烃、烯烃、酚属烃、环烷烃和芳香烃等价值很高的有机物,是石油化工企业宝贝的资源之一。对煤热解过程中的副产物——中低温煤焦油进行加氢轻质化处理后,可得到汽油、柴油、锭子油和石蜡等,提高了煤焦油的使用价值,使焦油油品质量得到改善和合理利用的同时,也减轻了对环境的污染。积极优化工艺技术,开发煤焦油新型清洁利用加氢技术,对能源可持续发展具有重要战略意义。

参考文献

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