煤焦油生产燃料油的工艺应用

2019-09-15 版权声明 举报文章

摘 要:煤炭经炼焦之后所产生的含有大量的硫和氮的液体被称作煤焦油,其在燃烧的过程中会产生大量的烟气,会对周围的环境造成一定的污染。利用煤焦油进行加工生产其他产品,可有效地解决环境污染问题。本文主要介绍了笔者所在企业通过优化生产工艺,通过加氢精制,使煤焦油中烯烃饱和,从而使煤焦油的质量改善,不仅提高了煤焦油的质量,同时提高了生产装置的稳定性与安全性。

关键词:煤焦油 燃料油 生产应用 加氢工艺

2010年,我国的煤焦油生产总量达到1100万吨[1],是世界煤焦油生产的第一大国。目前,我国利用煤焦油进行加工生产其他产品的方式主要有2种,一种是通过对煤焦油进行深加工,对煤焦油进行加氢处理,生产高质量的燃料油;另外一种是利用煤焦油中成分性质的不同,通过蒸馏法,分离提取酚、萘、葸等物质[2]。其中采用加氢技术生产清洁燃料油,更大程度的提升了煤焦油的经济利用价值[3]。

一、煤焦油加氢生产燃料油的主要工艺路线

目前我国煤焦油加氢生产燃料油的工艺主要以产业化生产为研究目标。一个生产项目的完成需要经历实验室研究工艺小试、煤焦油工艺中试以及工业放大三个主要阶段[4]。其加工工艺包括煤焦油预处理系统、反应系统以及分流系统三部分,其中的操作要点与难点就是反应系统的加氢处理,其将直接影响到整个系统的安全运行[5]。因此,充分考虑反应系统加氢处理,才能确保整个生产过程的安全性。

2.煤焦油加氢的生产燃料油的反应原理

煤焦油加氢生产燃料油为多相催化反应,在氢气参与的条件下,馏分中所含的氮、硫、氧等非烃组分可以与有机金属化合物发生脱除氮、硫、氧以及金属的氢解反应,芳烃与烯烃分子可发生加氢的反应并饱和。其中的一部分烃类物质可以发生裂化或环化反应,而非烃类化合物在经过加氢处理后可进行转化,最终生成为单环化物。在煤焦油生产燃料油的过程中,通过加氢处理,可使生产出的燃料油的颜色、气味与稳定性等获得改善,大大提高了生产出的燃料油的质量。

3.煤焦油生产燃料油工艺优化

原先的生产工艺为:循环空气+加氢原料油——加氢反应分离获得精制油分离系统,其他转换油+循环氢混合——存储于转换油罐——加氢裂化反应——分离——获得精制油,精制油+裂化油——分馏系统——切割——分离氢气,将分离出的氢气进行加压,然后进行循环利用。以上生产工艺在实际的生产过程中主要存在三个方面的问题,第一,由于尾油需要进入未转化的油罐,这样容易造成已经裂化原料油的污染,影响裂化过程中所使用催化剂的使用效果;第二,氢气受甲醇与焦炉煤气的影响较大,导致加氢处理稳定性差;第三,由于分馏出的尾油量的多少很不固定,不仅影响裂化过程的生产力,同时还加大了生产的操作难度与不稳定性。

针对以上问题进行整改,整改后的工艺主要有:首先,增加加氢处理循环过程中部分未转化油的量,在反应热量不变的条件下,有利于控制温度,减少了冷氢的加入量,确保了加氢处理时反应器温度的稳定性,进而确保了加氢裂化的稳定性;其次,通过增加加氢处理循环过程中部分未转化油的量,稀释原料,增加加氢处理运行的稳定性,即便在裂化过程中出现异常现象,其影响系数也会很小,整套装置的安全运行基本不受影响;第三,将部分未转化油进行加氢处理,既可以满足裂化的生产要求,又增加了对裂化过程催化剂的保护力度,延长催化剂的使用寿命,同时也减少了许多不安全控制点的存在。

四、煤焦油生产燃料油的工艺优化结果

在12.0Mpa下,将经过预处理分离获得的煤焦油进行加氢处理,即可获得燃料油的调和组份。主要组分性质见表1-5。从表1-5的分析结果可以看出,工艺优化后的生产出的燃料油,生产工艺稳定,所生产的燃料油的调和组份的各项指标,除密度偏高外,其他都符合燃料油的使用要求,并可以适用于高寒地区,具有非常高的使用价值。

五、结论

1.通过增加未转化油的量,使装置的调节余量得到加大,系统的调节能力得到增加,极大的提高了生产装置的平衡性,同时也为其他状态下的生产平衡创造了条件。

2.通过在加氢处理阶段增加部分未转化油的量,有效的解决了加氢处理与加氢裂化的互相影响与制约,使生产中的不稳定因素得到降低,从而提高了生产的安全系数。

3.通过优化生产燃料油的工艺,不仅使所加入氢气量的稳定性要求得到降低,同时也在一定程度上提高了整个生产装置的稳定性。

参考文献

[1] 我国掌握煤焦油生产燃料油新技术.精细与专用化学品,2010,19(06):42.

[2] 肖瑞华.煤焦油化工学[M].冶金工业出版社,2002.

[3] 方新军,王升龙.煤焦油生产燃料油的工艺应用[J].视点,2010,239(09):71.

[4] 常景泉.浅谈煤焦油加氢生产燃料油加工工艺[J].中国高新技术企业,2011,(09):72-73.

[5] 李毓良,杨国祥.高温煤焦油加氢生产燃料油的工艺调整[J].广东化工,2010,37(06):55-56.

作者简介:王锦程(1980-),男,黑龙江哈尔滨人,陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司,加氢车间主任,研究方向:中低温煤焦油加氢技术。

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