浅谈煤焦油加工及加氢制取燃料油

摘要：伴随大规模油田的开采，生产煤焦油的低温干馏工艺过程逐步淘汰。但国内仍有大量回收的煤焦油，所以要深入分析煤焦油的特点，作为进一步加工的依据，来系统的分析以及指导煤焦油工艺加工的方向以及过程。

关键词：煤焦油；现状；加工工艺

引言：

目前国内高温煤焦油加氢工业化还处于萌芽发展状态，原因在于组分复杂、馏分重、沥青质含量高，加氢难度大。今后的研发重点是开发高活性的催化剂，提高加氢转化率，在注重提高燃料油收率的同时，也要多联产其它高附加值的化工产品。

一、国外煤焦油加工业现状

煤焦油化学至今已有100多年的历史。1822年在英国建立起世界上第一个煤焦油蒸馏工厂，直到20世纪50年代石油大发展时期以前的100多年间，芳烃化学原料、枕木防腐油、道路建筑用沥青、型煤粘结剂等原料只能从煤焦油中获得。19世纪后半期，英国和德国相继开发了以从煤焦油中得到的芳烃为主要原料合成有机染料的工艺，由此奠定了现代有机化学工业的基础。近年来，每年世界煤焦油产量都在2000万工以上，实际进行加工的煤焦油量只有80%左右，从中可获得500多万工各类化工产品。据统计，煤焦油中含有上万种有机化合物，目前可以鉴定出的仅有500余种，其中中性组分有174种（如苯、甲苯、二甲苯、萘、苊、葸、芴和芘等），酸性组分有63种（如酚、甲酚和二甲酚等），碱性组分有113种（如吡啶、吲哚、喹啉和异喹啉等），还含有其它稠环和含氧、含硫等杂环化合物，其中有些产品是不可能或者不能经济地从石油化工原料中取得。因此，煤焦油产品在世界化工原料需求中占有极其重要地位。

随着多环芳香族化合物在合成医药、农药、染料、涂料及工程塑料等领域的广泛应用，各国都在积极开发研究煤焦油深度加工和分离的新技术。近十几年来，德国和日本等许多发达国家已将煤焦油的分离和利用的重点由高含量组分转向低含量组分，以从中获取合成精细化学品所需的高附加值成分，并且成功地开发出一系列先进的煤焦油加工新工艺。德国是最早利用煤焦油的国家。世界闻名的一些工艺流程几乎都是德国斯蒂尔公司和考伯斯公司设计的，它们投入相当大的力量，积极开发与完善加工新技术，扩大产品品种，提高产品的质量等级。目前，吕特格公司的焦油加工能力为150万t/a，他们已能生产500多种芳烃产品，煤焦油的化工利用率接近60%，位居世界之首。

近年来，煤焦油加工日趋集中化、现代化和合理化。煤焦油加工装置大机组生产能力已提高到7O万t/a，如日本的新日铁化学公司的户钿厂，德国卡斯特鲁普厂和杜伊斯堡厂的加工能力都达到70万t/a。随着精细化工的发展，煤焦油的新分离工艺，产品深加工及应用在许多公司中取得较大的进展。

二、煤焦油传统加工利用方式

经过几十年的发展，高温煤焦油加工利用技术已经有了提高，国家投人了很大力量进行原有技术的革新和新技术的创新。

何勋员等针对中国现有采用管式炉及循环水加热冷却调温方式加工煤焦油工艺中，系统内潜在的能源不能充分利用并且所有步骤的能量转化都需外界能耗支持的缺点，开发了新的煤焦油加工工艺，大大减少能耗，降低了成本。冯泽民等对低萘含量煤焦油中萘的分离和提纯技术进行了研究，研究成果具有重要的经济意义。马中全等发明了一种从煤焦油洗油中生产工业芴的工艺方法，自动化水平高，实现了重质洗油一次精馏切取芴馏分，显著提高了工业芴产品的收率。宝山钢铁公司研发了从煤焦油洗油中同时提取联苯和吲哚的技术，提取产品纯度高，提升了高温煤焦油回收洗油的再利用价值[6]。杨东平发明了从高温煤焦油提取多种化工产品的方法，从中提取到了高纯度的萘、甲基萘、葸油、沥青和重油等产品。近年来，在其它方面也涌现了很多新技术，例如焦油蒸馏由常压法改为减压或常减压法，余热利用充分，降低了能耗和建设费用；工业萘生产技术，切取萘馏分，用蒸馏法取代了压榨萘生产方法，萘回收率提高10%；全连续碱洗脱酚工艺，碱液浓度较低，脱酚效率高。

尽管中国在高温煤焦油深加工方面取得了一些成绩。但与发达国家相比仍然存在科研力量薄弱，现有装置规模小、工艺落后且过于分散，深加工力度不够、严重污染环境等突出问题。

三、煤焦油加氢制取燃料油

高温煤焦油加氢是指在高温、高压和H，存在的条件下，在催化剂床层上对高温煤焦油进行加氢反应，改变其分子结构，并脱除0，N，S等杂原子，从而获得汽油、柴油、煤油等燃料油品[8]。在目前中国燃料油紧缺的背景下，高温煤焦油加氢具有良好的发展前景。国内对这方面的学术研究越来越多，取得了许多有重要价值的学术成果。

煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院的张晓静等[9-10]开发了一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢工艺，采用自主开发的复合型煤焦油加氢催化剂，加氢反应产物分出轻质油后的含有催化剂的尾油大部分直接循环至悬浮床反应器，进一步轻质化，重油全部或最大量循环，实现了煤焦油“吃干榨净”，大大提高了原料和催化剂的利用效率。燕京等采用多种催化剂组成的级配方式对全馏分高温煤焦油进行加氢改质试验研究，在最佳反应条件下，汽油馏分和柴油馏分能达到产物总量的80%。陈松等对脱除沥青后的200～540℃馏分的高温煤焦油在使用专用催化剂的条件下进行加氢裂化，实现了100%转化，石脑油馏分收率为13%和柴油馏分收率80%。田小藏以高温煤焦油为原料，选择加氢保护剂、脱金属剂及加氢精制催化剂，在适宜的工艺条件下，对其进行加氢处理，最后得到了高质量的汽油、柴油产品。常娜等对高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解的反应动力学进行了研究，建立起三集总宏观反应动力学模型；并且研究了沸石催化剂制备条件对超临界汽油中高温煤焦油加氢裂化轻质油收率的影响，优化了催化剂制备条件。同济大学对煤焦油沥青的加氢裂化制取燃料油技术进行了研究，燃油的总出油率可达75%以上，大大提高了高温煤焦油的利用效率。

对于高温煤焦油的加氢，必须将加氢精制和加氢裂化相结合，才可以得到较高的燃料油收率，达到效益的最大化。

参考文献：

[1]杨学萍.煤制烯烃已具备产业化条件[J].中国石化.2012（01）.

[2]侯沛，唐凤金，卢红波，张宗飞，梁永煌.中低温煤焦油加氢工艺技术概述[J].化肥设计.2011（05）.

[3]胡发亭，张晓静，李培霖.煤焦油加工技术进展及工业化现状[J].洁净煤技术.2011（05）.