煤焦油加氢技术概述

2019-10-24 版权声明 举报文章

摘 要:目前,在我国所有资源的构造中,只有煤炭的分布最为广泛,存储量最多,在消费和生产中一直占着最主导地位。我们需要充分利用煤炭这一重要资源,展开有关煤化技术的研究,这也是我们国家目前最重要的科研方向之一。对高温的煤焦油进行加工的处理,筛选出合适的加氢条件,通过实验对柴油的分析和研究,以此来研究煤焦油的化学副产物是通过焦化过程而得来的

关键字:煤焦油 加氢 焦化

前言

随着当今时代各国的经济发展,尤其是发展中国家的经济发展,对于一些燃料的需求量是越来越多。因为诸多的原因的影响,伴随而来的就是石油资源也是日趋紧张,这样就导致了利用煤来制取一些燃料提供很大的机会和很多的优势,因此,对于煤焦油加氢的制取技术的研究也显得十分得重要。煤在通过干馏和气化之后,获得一种液体产品,我们称之为煤焦油。

一、煤焦油加工现状

目前,我国的煤焦油主要用于经过加工之后生产出酚油、轻油、改质沥青等等产物,再经过深入的加工之后,用于制取苯、酚等多种化工原材料,虽然,生产出的产品材料的数量比较多,用途广,但是,相对于煤焦油中500多种的其他化合物来说,此原材料还是相对较少的。

近几年来,随着煤化工的投资扩大,不断地研发技术,我国在煤焦油的加工规模、技术上,还是取得了相对应的进步,尤其是在煤焦油的加工分离技术上取得了更进一步的成就,为煤焦油的加工提供了重要技术的保障。进而在煤焦油加工技术之后,又相继出现了其他几种加工工艺:第一,煤焦油蒸馏,有常压法改变为减压法或者减压;第二,煤焦油加氢的轻质化处理的工艺;第三,某些煤焦油的加工企业,会在煤焦油蒸馏分离技术的新工艺。

二、实验部分

1.加氢装置的配备精密控制仪表、计算机控制系统、先进汞设备,使得原材料焦油一次性通过,并使氢气循环使用,在图1装置中,配备了两个主反应器,一个反装置是保护剂,另一个反装置主要是加氢催化剂。

2.加氢的主要产品具有以下三种:小于65℃的轻石脑油馏分,小于65~177℃的重石脑油馏分,大于177℃柴油馏分。

三、影响加氢处理的因素

1.反应的温度。提升反应的温度,这是意味着提升转化的深度,增加消耗的氢量。过高的反应温度会促使降低催化剂对芳烬的加氢饱和度,使得加氢的饱和出现更大的困难,与此同时,还要还要讲稠环化合物进行缩合结焦,产生出焦炭,造成加氢催化剂的失活,进而缩短催化剂的使用寿命。

2.反应的压力。提高反应器的压力就是意味着提高反应氢的分压效果,相对其他的氢来说,提高反应氢的分压,对芳烬化合物的加氢饱和十分有利,进而能够改善相关产品的质量。并且提高反应氢的分压还可以促使催化剂的结焦速率减慢,从而达到延长催化剂的使用周期,以及降低催化剂的使用费用。但是,在提高反应氢的分压的同时,除了增加装置的建设投资之外,还会增加装置的操作费用。

3.氢油体积的比列。对于处理煤焦油的加氢,一般来说是具有很高的氢油比例,一方面,是因为在煤焦油加氢的反应过程中,需要不断地消耗氢气,反应器始终保持比较高的氢纯度,高的氢油比列必须保证在反应期间,并且维持系统具备足够的氢分压。另一方面,就是因为加氢反应是属于放热反应,必须要有足够的氢气带走反应热量。

4.体积的空速,提高反应体积的空速,就是增加加氢处理的装置的加工能力,而且针对新装置的设计,以及高的体积空速,可以减小反应器的溶剂,或者说可以减少催化剂的用量,并在相应的情况下,可以降低装置的投资花费以及催化剂的费用。而较低的反应体积空速,可以在较低的反应温度下,得到所期望的产品收率,并且还可以延长催化剂的使用周期。

5.煤焦油的性质。在加氢过程中,会严重影响操作条件选择的就是加氢处理装置煤焦油的质量。第一,硫的含量,在加氢过程中,煤焦油中的硫经过化学反应之后生成气体硫化氢,从而使得反应氢分压降低,影响催化剂的使用周期以及加氢的饱和能力;第二,沥青质,对于在加氢处理装置过程中,具备最大影响的就是造成催化剂结焦、积碳,以及引起大部分的催化剂失活,并加速反应器提高一定的温度的速度,和缩短了催化剂的

使用寿命;第三,氮的含量,在煤焦油中,氮化合物主要集中在芳环上面,只有要求芳环的加氢饱和就会使它脱出,接着就会断裂化学键。因此,增加氮的含量,就是对加氢处理催化剂具有更高的要求和水准。如果在煤焦油中,增加氮的含量,就会很明显的增加生成了NH3的数量,从而使得反应氢分压降低,严重影响了催化剂的使用周期、加氢的饱和能力。

四、加氢工艺的条件

下图3是装置加工的煤焦油,名叫车位煤焦油,是一种处理起来具有很大难度的原料,其中,它的密度较大,氢炭又比较低,含杂质的量较高。

结束语:

煤焦油加氢的工艺技术,是一种新型煤焦油的加工工艺,其具有产品质量高、设备国产化率高、煤的热能利用率高等特性。把加氢和延迟焦化互相配合,进行联产,进而大幅度的减少了在加氢反应过程中氢气的消耗量,以此使得整个套装的参数达到更加有优化的程度,以及安全的稳定性更高,资源的利用率更加的充分,排除的污染物更少。为了有效的利用焦化过程而产生荒煤气,就需要利用煤气制氢,并可以制取加氢反应中所需要的高纯氢气。由此可见,把这些新的技术使用到我国中低温煤焦油的加工项目中的时候,绝对有利于我国目前煤焦油加工的技术,也绝对会改变我国当前煤焦油的加工深度不够、技术含量低、环境污染严重等现状。

参考文献:

[1]张晓静,李文博.一种复合型煤焦油加氢催化剂及其制备方法[P].中国专利:CN101027167,2010-06-23.

[2]张晓静,李文博.一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢方法[P].中国专利:CN1011885982,2010-06-23.

[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].洁净媒技术,2011,17(5):31-35

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