煤气化制氢技术范文

煤气化制氢技术篇1

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

[1]江巨荣.国内煤焦油的加工工业现状及发展[J].广州化工，2009，37（4）：52-55.

[2]李冬，李稳宏，高新等.中低温煤焦油加氢改质工艺研究[J].煤炭转化，2009，32（4）：81-84.

[3]姚春雷，全辉，张忠清等.中、低温煤焦油加氢生产清洁燃料油技术[J].化工进展，2013，32（3）：501-507.

[4]李增文.煤焦油加氢工艺技术[J].化学工程师，2009，（10）：57-59，62.

煤气化制氢技术篇2

关键词：高温　煤焦油加工　制备　轻质燃料油

随着社会的进步和经济的发展，世界各国各地区对能源的需求量日益增加，尤其是“黑金”即原油的需求更是日趋紧张。但因受到生产限制、战争等其它外在因素的影响，石油供不应求的局面越来越严重。在这样的前提下，以煤焦油为原料制备轻质燃料油是个解决这种紧张局面的重要举措。以煤焦油为原料来制备轻质燃料油具有划时代的意义；而且我国人口众多，对煤炭的需求量也非常大，这项技术在保护环境方面同样具有重大的意义。希望这项工艺能为我国带来诸多益处。

一、煤焦油以及高温煤焦油加工工艺

1.煤焦油的基本性质

煤焦油是在煤炭加工过程中产生的一种副产品，也是煤焦油的主要来源。在常温下，煤焦油为具有刺激性气味的黑色粘稠状液体。煤焦油的组成非常复杂，可根据分离时温度的不同而分为三种，即高温煤焦油、低温煤焦油、中温煤焦油。煤焦油的组成特点：含硫量、含氧量、含氮量高，含多环芳烃的量比较高，碳氢比大，粘度、密度大，机械杂质含量高，容易缩合生焦，进行加工的难度较大。在煤焦油的加氢过程中，需要先将煤焦油原料采用电脱盐、脱水技术进行脱水，直至其含水量不大于0.05%，再进行减压蒸馏除去含机械杂质的馏分，以除去固相机械杂质，使机械杂质含量不大于0.03%。经过净化后的煤焦油原料方可进行加氢工艺。

2.高温下煤焦油的加氢工艺

煤焦油的加氢工艺主要由原料净化系统、加氢系统、高低压分离系统、压缩系统、分馏系统和辅助系统六部分组成。原料净化系统（原料预处理系统）包括过滤、电脱盐以及减压蒸馏脱沥青质三部分，主要是为了除去煤焦油中的杂质和多余水分。煤焦油加氢过程一般包括两部分，即加氢使油品轻质及脱去含硫、氮等杂质的加氢精制过程和提高产品质量的加氢改质过程。高低压分离系统主要包括：加氢精制生成油的热高分、冷高分，加氢裂化生成油的热高分、冷高分，两套系统共同采用的热低分、冷低分，以及相应的换热、冷却和冷凝系统。其目的主要是实现反应产物的液化及气液分离，得到高纯度的循环氢气。压缩机系统主要包括新氢压缩机、循环氢压缩机两部分。辅助系统的作用是为了向系统添加高压注水、硫化剂等。

二、煤焦油的加工机理以及反应条件

1.煤焦油加氢加工过程的主要化学反应

煤焦油加氢为多相催化反应

在加氢过程中发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应等。

1.6加氢脱金属反应

含有金属的有机物主要在煤焦油的重质馏分中存在，经过加氢过程的处理，这些有机物大部分都会发生氢解反应。氢解反应之后，催化剂表面会附着一层氢解反应生成的金属，这将会降低催化剂的活性，进而致使床层间压降的升高。随着反应的进行，这些氢解反应生成的金属会向床层的深部流动。当反应生成的金属含量大于阈值时，可认为是一个反应周期的结束。

2.煤焦油反应条件的控制

反应温度的控制。升高反应的温度，有利于加快加氢的反应速率和增加加氢的裂化率。但是过高的温度会使芳烃加氢饱和深度降低，使稠环化合物容易缩合生焦，会使催化剂使用寿命缩短。反应压力的控制，提高反应器的压力也就是提高反应物中氢的分压，这样不但有利于煤焦油中含有的硫、氮等杂原子以及芳烃化合物的消除，还能缓解催化剂结焦的速率、延长催化剂的使用寿命。氢分压的升高，对设备的要求增加。空间速度，提高反应的空间速度会增加煤焦油加氢设备的处理能力。对于新型设备来说，大的空间速度能够降低设备的投资和催化剂的购买费用；较低的空间速度能得到可观的产品收率，同时能使催化剂的使用寿命延长；但是空间速度过低将直接影响到设备的经济效益。氢油体积比的控制主要依据煤焦油的化学耗氢量。煤焦油和一般石油类原料相比，对于加氢比的要求更高。因为煤焦油的加氢过程以芳烃加氢反应为主，在反应中需要更多的氢气，另外就是芳烃加氢反应是强放热反应，需要有足够的氢气将反应生成的热带走。

三、煤焦油加氢的发展前景

随着全球油价的普遍升高和煤焦油加工技术的日益成熟，人们对副产品价值的开发和利用也越来越重视。煤焦油在高温下经过一系列处理得到可以代替石油的轻质燃料，这些轻质燃料油特别适合我国的高寒地区使用。这项工艺技术既能提高副产品的使用价值，又符合开发新能源、原料废物循环使用、环保的政策。原油的市场价格不断升高，可代替原油的轻质燃料油的需求也在日益增加。由此可见，高温煤焦油加氢制取轻质燃料油工艺技术有非常广阔的发展前景。对于高温下煤焦油加氢的加工，必须将加氢精制过程和加氢改质过程结合起来，才能够有效提高轻质燃料油的产率，从而达到经济效益最大化。希望煤焦油加工技术能够不断改进和发展，更好地为社会服务。

四、结束语

由于国际市场原油技术的不断提升，轻质燃料油的需求日益增加，因此以煤焦油制备轻质燃料油能够为企业带来更大的经济效益。煤焦油加工工艺能为我们提供更加环保的能源，且能够打破石油供不应求的僵局。希望煤焦油加工能广泛被各个工厂使用，提高煤炭产品的价值，为人们带来更多的益处。希望通过本文的论述能让大家对煤焦油加工技术和它的发展前景有所了解。

参考文献

[1]田小藏，煤焦油加氢制燃料油的试验研究[J]，工业安全与环保，2007(07).

[2]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).

[3]李志鹏,张小虎,张军民，高温煤焦油的应用现状分析[J]，广东化工. 2012(11).

[4]杨国祥,李毓良,陈士山,高明彦，10万t/a高温煤焦油加氢装置的技术标定[J]，煤化工，2011(02).

[5]王菁，熊良铨，彭瑜，环保型数字印刷油墨油的研制[J]，今日印刷，2008（01）.

煤气化制氢技术篇3

关键词：高硫煤；热解脱硫；方法技术；影响因素；加氢；应用；分析研究

【分类号】：X701.3

高硫煤加氢热解脱硫技术作为一种实现煤的转化利用的新技术，近年来，随着煤炭开采生产的发展以及资源危机的日益严重，在新技术与新方法领域中越来越受关注和重视。通过高硫煤加氢热解脱硫技术使煤在氢气环境下，实现焦油采收率及其品质的提升，以获取高热值煤气和无烟半焦煤炭资源，以减少煤气利用对于环境威胁污染，提高煤炭开采生产利用率，具有非常突出的积极作用和意义。

一、高硫煤热解脱硫技术的实验分析

本文在进行高硫煤热解脱硫实验中，主要以纯度为99.99%的高纯氢气作为热解气氛，采用450℃至750℃的终温，以15℃/min的升温速度，在常压固定床反应器上对于高硫煤热解脱硫工艺过程进行实验分析。完成实验后，将实验中反应后留下的固体残留物使用元素分析仪进行其中所包含的硫质量分数测量，同时使用气相色谱仪对于热解气体中存在的H2S体积分数进行测量确定。如下表1所示，为对于沟底高硫煤的元素分析和工业分析结果表。其中，在进行沟底高硫煤的脱硫率计算中，则按照下列公式（1）进行计算求取。此外，需要注意的是，在上述高硫煤热解脱硫实验中，实验所需的样品数量为3g，并且实验中采用的煤样品粒度均在3mm以下。

对于沟底高硫煤工业元素的分析，A表示的是沟底高硫煤的灰分质量分数，而M表示的是对于煤样质量分数的分析，V表示的是对于煤的挥发分的质量分数分析结果。上表在进行沟底高硫煤工业分析与元素分析中，主要采用差减法进行计算分析的。

二、高硫煤热解脱硫技术的应用分析

1、高硫煤热解脱硫技术应用中的影响因素分析

首先，在上文的高硫煤热解脱硫实验中，根据实验条件下，脱硫氢气的流量变化与残留物中的硫的质量分数之间的关系变化可以看出，在氢气流量为0时，脱硫率为51.89%，并且随着氢气流量的增加，脱硫率显著提高；当氢气流量增加到450ml/min 时，脱硫率达到66%，并且随着氢气流量的继续增加，脱硫率仍然增高，但增高的速率减缓；当氢气流量达到650ml/min 时，脱硫率达到极大值67.56%，这时，氢气流量再增加，脱硫率反而下降，并且当氢气流量为900ml/min 时，脱硫率降为66.12%。在这一变化关系中，开始脱硫率提高，其主要原因在于，随氢气流量增加，外扩散动力随气体速度的增加而增加，则氢气向煤颗粒的扩散动力增加，煤大分子的加氢反应几率提高；同时，初级挥发分从煤颗粒表面向气相的扩散也加快，从煤中脱除的硫与残留物的二次反应减少；另外从煤颗粒中逸出的含硫挥发分被快速逸出气相反应区，在反应区的停留时间减少，因而初级挥发分与煤颗粒以及初级挥发分之间再聚合形成半焦的二次反应机会减少，因而流速的增加提高了脱硫率，使残留物中硫质量分数减少。后来又降低，则可能是由于当氢气流量大于650ml/min 后，随着反应进行，煤层开始软化形成熔融状态，这时由于氢气流量较大，氢气在通过胶质层时，氢气气流产生偏折，形成一个个小的“ 气洞”，氢气直接从“ 气洞”中流出，致使相当一部分煤中硫不能与氢气充分接触反应，导致部分的含硫自由基发生再聚合反应，生成稳定、难于脱除的噻吩类化合物，从而脱硫率降低。

其次，在实验条件下，根据加氢热解的最终温度和残留物中硫质量分数的关系变化曲线可以看出，随着加氢热解温度的升高，残留物中的硫质量分数呈现下降变化，并且在最终温度达到650度时，残留物中的硫质量分数下降到最低，并且在温度高于650度以后，又呈现回升变化。这主要是由于黄铁矿中硫的脱除反应和煤中有机质、矿物质与硫化氢反应生成含硫盐的反应。在加氢热解的最终温度低于650度时，加氢热解脱硫的过程可分为2 段进行，其中，低于450度的情况下，随着温度的逐渐升高，残留物中的含硫质量分数显著下降，这主要是由于易于分解的有机硫被还原、分解和黄铁矿的加氢热解反应脱硫促成的；而在450度至650度的阶段范围内，主要为部分噻吩结构硫被还原脱除；当温度高于650度时，残留物中硫质量分数逐渐增加，这主要是由于在高于650度以后，煤中矿物质与生成的硫化氢反应，使硫重新固定在残留物中而不能脱除。

再次，在实验条件下，根据加氢热解的停留时间与脱硫率的关系变化可以看出，随着反应停留时间的延长，残留物中的含硫质量分数逐渐降低。造成这一变化的原因主要有两个方面，一是由于FeS以及噻吩结构硫在高温条件下的反应都相对比较缓慢，二是加氢热解脱硫在开始阶段是由气膜或化学反应控制，随着反应进行半焦晶型结构逐渐形成，开始从无序状态向有序状态转换。最后，根据上述实验中煤加氢热解过程中硫化氢的逸出曲线变化可以看出，硫化氢的逸出主要有两个峰值变化，即250度至450度的低温峰值变化和450度至650度的高温峰值变化，在650度以后，反应变化基本稳定，没有硫化氢逸出。

2、高硫煤热解脱硫技术应用中的注意事项分析

根据上述对于高硫煤热解脱硫的实验分析，在应用高硫煤热解脱硫技术实现煤的转化利用中，首先，可以通过适当增加氢气流速、提高最终温度和延长反应停留时间都可以提高高硫煤的加氢热解脱硫率和显著降低残留物中的含硫质量分数。其次，根据气相中硫化氢逸出变化规律，在450度以前，加氢热解脱硫对应于黄铁矿和较易分解的有机硫化物的脱除；在450度以后，对应于硫铁矿和噻吩类硫化物的脱除，在实际转化应用中可以通过这一规律来提升脱硫率，促进煤的转化利用。

三、结束语

总之，进行高硫煤热解脱硫技术及应用的分析研究，有利于促进煤的转化利用，对于推动煤炭资源开采生产以及煤炭产业的发展进步等，都有着积极的作用和意义。

参考文献

[1]张成，李婷婷.高硫煤不同气氛温和热解过程中含硫组分释放规律的实验研究[J].中国电机工程学报.2011.

煤气化制氢技术篇4

[关键词]煤液化 供氢溶剂 供氢性

中图分类号：TQ529.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0168-02

1 前言

煤炭的综合利用技术现在倍受重视，煤化工行业的前景尤为可观。煤直接液化工艺可简述为：先将煤磨成煤粉，与溶剂配比成煤浆，在高温和高压下对其直接加氢，将固态煤转化成液态产品[1]。溶剂在煤直接液化中起着不可或缺的重要作用，近年来相关技术人员一直在研究如何更高效的发挥溶剂的作用，从而进一步提高煤炭转化率。

2 溶剂（供氢溶剂）的阐述

2.1 溶剂简介

在煤炭液化反应过程中，溶剂的作用非常关键，它不仅与煤粉混合制成煤浆，使得气、液、固三相反应介质可处在一个相对稳定、均匀的状态，便于液化反应的进行，重要的是溶剂还能释放大量的活性氢，可稳定煤粉受热裂解产生的自由基碎片，抑制了缩聚反应的发生，从而使反应顺利进行。如何提高溶剂的供氢性来促进煤的转化，是能源工作者多年探索的课题，本文介绍了世界上几种典型的煤直接液化工艺中溶剂的发展及制备过程。

对煤炭直接液化溶剂的要求较高，不仅要具备普通溶剂的基本功能，重要的是还要兼有供氢和传递氢的性能。为保证煤炭直接液化溶剂性能良好，溶剂必须具备一定的条件，其分子结构和分子量都要符合指标要求。在液化反应装置正常运转中，可将自身产物中的中质和重质馏分油的混合油作循环溶剂（溶剂），但在装置首次试车时则需要填加外部油品作为起始溶剂，可以将与试验煤种不同的衍生油作起始溶剂来使用，例如选择使用产自高温煤焦油的脱晶蒽油、洗油等，由于含芳环节构，有很好的供氢性；也可以采用产自普通石油常减压装置的渣油，石油催化裂化装置生产的重质油处理后也可用来作起始溶剂使用[2]。上述起始溶剂还需经加氢处理才能达到煤直接液化溶剂所要求的指标，如控制环烷基芳烃的含量、芳碳率fa值、溶剂的密度、H/C原子比等。溶剂的性质的好坏对提高煤炭转化率和煤液化油收率有重大影响。通常煤液化反应装置经过十次以上的循环可使外购填加的起始溶剂油完全置换成为煤液化自身产生的溶剂。之后，煤液化装置运转时就可使用自身生产的循环溶剂。

2.2 溶剂的供氢性

通常用供氢指数PDQI（mg/g）评价溶剂供氢性能的好坏，即每克溶剂中环烷基芳烃上环烷基β位含有活性氢的毫克数。研究发现供氢指数与溶剂的化学组成有直接关系，部分被氢化的多环芳烃的供氢指数随着芳族碳数的降低而增加。根据芳香度fa值判断芳香族碳数的多少，而被氢化饱和的碳原子上的氢才有活性。大量试验数据表明，溶剂的芳碳率fa值控制在0.4～0.5时，溶剂的供氢性能较强。

2.3 溶剂的选择

根据近代煤科学研究，认为煤是由基本结构单元组合而成的，每个结构单元之间通过多种桥键相连接，基本结构单元含有脂肪族结构、脂环族结构及芳香族结构。溶剂的选择依据相似相溶的原理，溶剂的分子结构与煤分子结构单元相近的多环芳烃，对煤热解时产生的自由基碎片有较强的稳定作用，在比较链烷烃、环烷烃与饱和芳烃的供氢性中发现，饱和芳烃的供氢性能最好，部分被氢化的多环芳香烃具有较强的供氢性，并具有与煤相似的化学结构，是煤液化的首选供氢溶剂[3]。Orchin等所做的研究发现，使用被氢化的芳香族化合物作溶剂，供氢效果要比含脂肪族合物的溶剂的效果好很多，因为含有氢化芳香结构和酚羟基结构的物质在煤液化过程中能提供大量活性氢，能快速稳定自由基，这些溶剂常常被称作供氢溶剂[4]。供氢溶剂提供的活性氢，使自由基碎片在很短的时间里达到稳定，生成小分子的液态类产品。研究发现部分被氢化的多环芳烃（如四氢萘、二氢菲、二氢蒽、四氢蒽等）具有非常强的供氢性[5，6]。邹纲明等所做的研究中发现，煤焦油作液化溶剂使用，效果很好，因煤焦油中含一定量的蒽、萘等芳香族化合物，经过中压催化可生成四氢蒽、四氢萘等，这些化合物可很好的传递活性氢，适合作供氢溶剂[7]。此外，石油渣油、重芳烃由于含有芳环结构，经过加氢处理后同样也可作为煤液化溶剂油，重质馏分油经加氢处理也可有效地实现煤转化率的提高。比较几种溶剂的供氢性能发现：煤焦油>混合油>石油渣油，原因是煤焦油是煤经过干馏而来的，含有大量的芳香族结构的物质，分子结构与煤非常相近，所以更有利于煤的溶解与转化，因此煤焦油也是常常被选用作煤液化溶剂[8]。

3 溶剂的发展过程

3.1 溶剂的改进

二战期间（最早的煤直接液化工艺）采用加压过滤或离心分离的方法制备溶剂，溶剂含有固体和沥青，性质较差，煤浆浓度较低，加热炉容易结焦、反应器利用率低，油收率低等，称为第一代煤直接液化工艺。

上世纪70年代末开发出新的工艺，采用减压蒸馏的方法来制备溶剂，溶剂去除沥青和固体，溶剂性质得到了改善。称为第二代煤直接液化工艺。

第三代煤直接液化工艺采用部分芳香环饱和的供氢性溶剂，溶剂性能进一步提高，使反应条件缓和、油收率提高。

3.2 几种典型工艺溶剂的制备

（1）EDS工艺。EDS工艺的基本原理是采用溶剂加氢催化技术使固体煤转化为液体产品，即使用产自工艺本身的馏分作为循环溶剂，采用普通催化加氢的方法在特别控制的条件下先对循环溶剂进行加氢，提高其供氢性。经过加氢后的循环溶剂具有很强的供氢性能，在反应过程中便可释放出活性氢，提供给煤热解产生的自由基碎片使之稳定，失去了活性氢的循环溶剂则需通过再次加氢来恢复供氢能力。循环溶剂在固定床催化反应器中被加氢，使用传统的钴-钼或镍-钼氧化铝载体性催化剂，反应器操作温度控制为370℃，操作压力为11MPa，通过调整反应条件来控制溶剂的加氢质量和深度。普通的石油加氢装置就可进行溶剂加氢，经加氢后的循环溶剂可用来制备煤浆。循环溶剂的催化加氢是EDS工艺过程最主要的特点，循环溶剂经加氢后增强了其供氢性能，可相应地提高了煤炭的液化油产率。

（2）德国IGOR+工艺。IGOR+工艺基本原理是将煤粉、循环溶剂及“赤泥”铁系催化剂混合配成煤浆，再经过与氢气混合以后，预热后进入液化反应器，在反应器内反应生成的反应流出物进入高温分离器，高温分离器底部的产品为液化粗油，液化粗油被送入减压闪蒸塔。减压闪蒸塔底部的产物为液化残渣，闪蒸塔顶产出闪蒸油与从高温分离器分离出来的气相产物一同进入加氢反应器。此反应器所得产物被送入中温分离器，中温分离器底部所得到的重质油用于煤浆制备，作为循环溶剂。固定床加氢反应器内填有Mo-Ni型载体催化剂，反应器温度350～420℃，压力为30.0MPa。由于制备煤浆采用本工艺生产的加氢循环油作循环溶剂，溶剂供氢性能较高，这样有利于提高煤炭转化率和液化油的产率。

（3）日本NEDOL工艺。NEDOL煤炭液化工艺原理是先将煤、催化剂与循环溶剂配制成煤浆，配好的煤浆与氢气混合预热后进入到煤液化反应器内；反应器内的反应产物经过冷却、减压后被送至常压蒸馏塔，蒸出轻质产品。常压蒸馏塔底部产物再被送至减压蒸馏塔，经减压蒸馏塔所产出的中质和重质组分混合后，一起被送进溶剂加氢反应器内，反应器类型为固定床反应器，操作温度在320～400℃之间，反应压力10.0MPa。中质油和重质油经加氢处理后可作为供氢溶剂被使用。

（4）神华工艺。神华工艺是具有国内自主知识产权的新型煤直接液化工艺。反应技术采用了二级串联全返混悬浮床，反应器底部使用了循环泵，这样不但可以提高反应器内液相的流速，同时还可提高气、液、固三相的传热传质速率，避免了反应器内部固体颗粒物沉降与局部过热等问题。对反应产物的分离采取减压蒸馏的方式，固体产物从减压塔底抽出，加氢处理后作为供氢溶剂。煤液化装置需要的供氢溶剂是由T-star加氢稳定装置提供，同时T-star加氢稳定装置还将液化装置生产出来的液化油进行全馏分预加氢。T-star采用了AXENS公司有专利权的沸腾床技术和催化剂，可使来自液化装置的原煤液体升级并使循环溶剂得到氢化。T-star反应器系统采用的沸腾床技术有两大显著的优点，一是能在装置保持正常操作的同时，可在线添加或取出催化剂，使反应器内催化剂的活性维持在一个恒定的水平，并能使反应器处在恒定的温度下操作。另一个优点就是能够处理含有高含量沥青质甚至固体的原料，这些非理想原料通常会堵塞固定床反应器系统。T-star单元使用的催化剂为HTS-358，是一种以氧化铝为载体的镍-钼压出式催化剂，可对溶剂进行相对缓和的加氢精制，目的在于将循环溶剂中芳香族碳数的比例达到指标。

4 结束语

当代的煤液化工艺降低了煤液化反应的苛刻程度，使操作相对缓和便于控制，与此同时也提高了煤炭的转化率和油收率，充分体现了煤液化技术的发展。供氢溶剂的使用能有效地提高煤炭转化率。如何选择和处理供氢溶剂，使其供氢性增强仍是值得煤液化工作者探索的课题，对溶剂加氢时理想组分的含量控制仍存在一定问题。建议优化工艺参数，调整反应停留时间，增强催化剂的反应活性，使溶剂的供氢性不断增强，才能有望进一步提高煤的转化率。

参考文献

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煤气化制氢技术篇5

关键词：煤制油技术 液化技术 溶剂精炼煤法

我国作为世界的第二大能源消耗国，石油是我国当前的主要消耗能源，随着社会的发展，对其需求量亦在随之增加，石油问题成为我国经济发展过程中必须面对的问题。煤炭在我国整个能源消费体系中的比例约占70%，短期内以煤为主的能源消费结构难以改变。长期以来，我国已形成的能源生产体系的基本格局是以煤炭生产为主，这决定了煤炭在新能源开发中的萤要地位。从国家能源结构调整和能源安伞方面考虑，煤制油已经成为我国能源发展战略的一个重要方向。文中对当前我国煤制油技术的发展进行了分析介绍。

一、 煤制油技术

煤是煤制油的主原料，通过化学方式加工生产油品的一项技术。煤制油技术最初源于20世纪初，柏吉乌斯作为煤液化制油的奠基人，其首次在高温高压下将煤加氢完成了制油工艺的研究，随后，德国为了满足战争的需求，大力开展了由煤制液体燃料的研究和工业生产。尤其20世纪70年代的两次石油危机，促使世界各国重新审视煤作为一次能源的重要性，煤制油技术的研究开发重新得到重视，一些新工艺也被陆续开发出来。但总体来分，煤制油技术分为煤直接液化和煤间接液化两条路线。煤直接液化是指将煤置于较高温度和压力下，使其与氢发生反应，达到降解和加氢，最终转化为液体燃料的过程；而煤间接液化的主要思路是先让煤气化生成合成气，再以合成气为原料通过费托反应转化为液体燃料。

1 煤制油的基本原理

煤变油是指将煤通过脱碳和加氢转化加工，生产出汽油、柴油、液化石油气等液体燃料的煤液化技术，有“直接液化”和“间接液化”两种技术方法。前者对煤质要求高于后者，但其液化路线相对简单，热效率高，液体产品收率也比较高。两类液化技术都有成熟范例，我国已拥有绝大多数自主知识产权。

2 煤炭制取甲醇的化学反应

（1）煤炭纯氧气化（生成物H2/CO=0.5）：

2（CH）+O22CO+H2

（2）合成甲醇（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H22CH3OH

（3）合成二甲醚：

2CH3OHCH3OCH3+H2O

或者由合成气来制得（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H2CH3OCH3+H2O

（4）合成乙烯：

2CH3OHC2H4+2H2O

或者由合成气来制得（配入由水电解生成的H2，反应物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H2C2H4+2H2O ΔH=-11.72kJ/mol

（5）甲醇合成丙烯

3CH3OHC3H6+3H2O ΔH=-30.98 kJ/mol

二、直接液化技术

煤直接液化又称煤的加氢液化法。指通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为较低分子的液体燃料，转化过程是先把煤磨成粉，再和自身产生的液化重油（循环溶剂）配成煤浆，在高温（450℃）和高压（20 MPa～30 MPa）下直接加氢，将煤转化成汽油、柴油等石油产品，从煤的液化过程来看，采取直接液化的方式，能够有效提高煤制油的生产效率，在煤直接液化过程中，煤的生产效率主要为一吨优质原煤可以产出 0.5～0.6 吨油，如果想生产成品油，产出比为 3-4吨制氢优质煤产出 1 吨成品油。基于这一分析，煤的直接液化生产率较高，是煤制油的重要方式。通过对煤直接液化的工艺流程进行分析可知，其工艺流程。

优点： 热效率较高，液体产品收率高；

缺点：煤浆加氢工艺过程的总体操作条件相对苛刻。

二、煤制油间接液化技术

煤间接液化工艺流程主要包括煤气化、气体净化、合成及产品分离与改质等部分[煤间接液化典型流程]）其中煤气化部分投资占总投资的70%～80%同时，高选择性合成催化剂及与其相匹配的反应器的应用，对提高过程热效率、增加目的产品收率，改善经济效益起重要作用。煤间接液化技术具有下述特点：①使用一氧化碳和氢，故可以利用任何廉价的碳资源（如高硫、高灰劣质煤，也可利用钢铁厂中转炉、电炉的放空气体），如南非SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ工厂所用煤中灰分含量高达27%～31%；②可根据油品市场的需要调整产品结构，生产灵活性较强；③可以独立解决某一特定地区（无石油炼厂地区）各种油品（轻质燃料油、油等）的要求，如费托合成油工厂；④工艺过程中的各单元与石油炼制工业相似，有丰富的操作运行经验可借鉴。

三、煤制油技术的发展趋势

从上述分析可知，出于提高成品油和化工产品供应的需要，煤制油技术在工业发展中得到了重要应用，并取得了积极效果，目前来看，煤制油技术是将原煤转化成油的最佳手段，煤化工也成为了工业发展中的重要技术突破，基于这一分析，煤制油技术将在未来的工业发展中得到重要应用并取得快速发展。

1.工艺技术不断提升优化

煤制油包括直接液化和间接液化两种工艺技术路线，直接液化油品芳烃含量较高，柴油十六烷值低，而间接液化油品直链烷烃含量较高，柴油十六烷值也高。间接液化和直接液化油品互相调和，可以提高煤制油产品的品质和市场竞争力。神华集团鄂尔多斯百万吨级直接液化煤制油示范工程于2008年12月成功开车，目前神华正在就后续煤制油项目开展前期工作。在鄂尔多斯，神华还计划建设配套的间接液化装置，实现间接液化和直接液化油品互相调和。兖矿集团自主研发的间接液化煤制油技术，并在山东鲁南化肥厂完成5000吨级中试。

2. 节能环保成为发展主题

“十一五”以后，煤制油企业应将转型升级作为企业可持续发展的重中之重，首先要确立“与生态环境相容，与产业导向相符，与经济发展相联，与城市形象相称” 的发展原则，做到节能减排、安全环保。 为了增强员工的节能减排意识，要紧扣宣传教育这一重要环节。 从最初的政策解读，到形势任务宣传；从节能减排与企业长期发展的关联度及重要性分析，到生存意识、危机意识教育；从“绿色化工，让生活更美好”的目标愿景激励，到节能减排自觉性和紧迫性的激发，只有企业和员工的责任感增强了，才能使承担社会责任的使命意识逐步转化为自觉行动。

3. 坚持创新驱动发展

煤气化制氢技术篇6

【关键词】焦炉煤气制甲醇 焦炉煤气制LNG 对比分析

1 我国的焦炉煤气简况

焦炉煤气（COG）是指经过配比的炼焦煤在焦炉中经过高温干馏后，与焦炭和焦油产品的同时产出的一种可燃性气体，是炼焦副产品。平常所述的焦炉煤气是焦化厂经过化产车间“四脱”（脱焦、脱硫、脱氨、脱苯）处理后的净焦炉煤气，其主要成分为氢气（体积分数55～60%）和甲烷（23～27%）。2012年焦炭产量4.4亿吨，其中，1/3来自于钢铁联合企业，2/3来自独立焦化企业；而独立焦化企业主要分布在山西、河南、山东、云南、内蒙等地，其中山西为世界上焦炭最大聚集地。我国每年可供综合利用的焦炉煤气高达1700亿方。

每1吨焦炭大约会副产焦炉煤气420m3，其中一半用于焦炉回炉，其余部分必须进行回收净化处理，有很多非钢焦化企业所产的焦炉煤气无法利用被直接燃烧排放（俗称“点天灯”），既造成大量的资源浪费，同时又造成严重的大气污染。

2 焦炉煤气的综合利用

2.1 焦炉煤气可用于工业与民用燃料、发电、化工原料、还原剂直接还原炼铁、制氢、生产天然气等用途

在工业与民用燃料方面：工业生产，如金属镁锻造等；亦可接入城市供气管网作为居民用气。发电方面：焦炉煤气可替代燃煤进行发电。化工原料方面：可利用焦炉煤气生产合成氨、尿素、甲醇等，也可合成生产清洁燃料油；还原炼铁：焦炭是高炉炼铁过程的还原剂（CO作为还原剂），焦炉煤气可以作为直接还原炼铁的还原剂。制氢：焦炉煤气主要成分为氢气（体积分数55～60%）和甲烷（23～27%），因此可以焦炉煤气为原料制备氢气。目前一般采用变压吸附法（PSA）提取氢气。生产合成天然气（SNG）：是近年来的技术方向，合成的天然气产品可利用管道输送到用户，也可以加工成压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG）。

2.2 焦炉煤气制甲醇工艺

甲醇是基本有机原料和燃料，用途广泛。由焦炉煤气生产甲醇的关键是将焦炉煤气中的甲烷转化为氢、一氧化碳。国内经过多年的摸索和研究，开发出了纯氧部分氧化制甲醇技术，包括催化、非催化工艺。

焦炉煤气制甲醇的工艺流程，由焦炉煤气压缩、精脱硫、转化工序、甲醇合成、甲醇精馏等。甲烷转化技术主要有蒸汽转化、非催化部分氧化转化、纯氧催化部分氧化等几种工艺。目前多采用纯氧催化部分氧化工艺，该工艺流程相对比较简单，比蒸汽转化法反应速率快，转化率高，技术成熟，投资较小，在目前已投产的装置中利用最多，已经有40多套，生产能力超过600万t以上。其工艺流程见图1。

2.3 焦炉煤气生产LNG 工艺

天然气作为清洁能源，在全球能源供应中的比例迅速增加，是全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。利用剩余焦炉煤气生产LNG，既有效解决了焦炉尾气的排放问题，又具有十分可观的经济效益和社会效益。

焦炉煤气制LNG技术工艺过程主要有焦炉煤气净化、甲烷化、分离、加压、深冷液化等几个部分。其工艺流程见图2。

3 焦炉煤气制甲醇与制天然气对比分析

3.1 工艺技术

焦炉煤气制甲醇与制LNG的工艺比较见下表1所示：

从上表1可知，焦炉煤气制LNG的工艺相对较简单。

3.2 能耗

甲醇的能耗和焦化企业的焦炭产能有关，如果焦炭的产能较小，用焦炉煤气生产甲醇的能耗增加。

焦炉煤气制LNG过程中，大部分氢气在液化之前被脱除，不参加甲烷化及低温分离，可大大降低综合能耗。

3.3 装置规模

从经济性考虑，焦炉煤气制甲醇的经济规模不宜低于10万吨/年。一般设计指标为2000～2200m3/吨，即年产10万吨甲醇至少需要100万吨/年的焦炉规模，小于100万吨时选用此方案不经济。

焦炉煤气制LNG的适用规模范围较大，配套焦炭规模为年产10 万吨到数百万吨均可。

3.4 产能规模

2012年我国甲醇装置总产能预计逾5200万吨，国内已建成和在建的焦炉煤气制甲醇产能已达到1000万吨。目前甲醇装置平均利用率不足55%。

近年国内天然气市场需求呈井喷式增长，LNG接收站及LNG液化项目增速明显，截至2011年底LNG液化产能1470万方/天。预计到2015年，国内LNG工厂总产能到达750万吨/年。焦炉煤气制LNG于2011年刚起步。

3.5 技术成熟度

焦炉煤气制甲醇：原化二院开发的国产化甲醇技术已成熟运用。

焦炉煤气制LNG：西南化工研究院自主研发的甲烷化工艺具备产业化条件，加上国外先进的甲烷化工艺包（英国戴维、丹麦托普索）被引进，长期以来困扰我国焦化企业的技术难题有望得以解决，我国于2011年先后建立了几个大型的焦炉煤气制LNG项目，集中于2012年投产。

3.6 经济效益

因国内甲醇产能过剩，而进口甲醇价格较低，以及国内劳动力成本和原材料价格上涨，国内甲醇市场持续低迷，企业开工不足，普遍处于亏损状态。

焦炉煤气制LNG经济效益相对较高。据测算，年产60万t炼焦企业可以配套一套18 万m3/d LNG 项目，投资约2.6亿元，年产LNG 约4.5 万t ，按照目前LNG市场行情，仅LNG 产品一项每年可收入1.6 亿元，投资回报率较高。

3.7 未来的发展趋势

进入“十一五”以后，焦炉煤气制甲醇因市场化路径较快，成本相对较低的优势，已经成为目前我国焦炉煤气综合利用的主要方式。因其属于国家鼓励的循环经济和节能减排项目，故在目前国内产能过剩、开工不足的情况下，仍有些企业仍将焦炉煤气综合利用定位在制甲醇项目上。长期看，如果甲醇的下游市场未得到充分开发，焦炉煤气制甲醇项目将很难获得预期的回报，而且不利用煤化工行业的发展。

目前液化天然气紧缺，价格提高将是未来的趋势。2012年全国LNG工厂扩能加快，而相对爆发式增长的上游产能，面临开发滞缓的下游市场，LNG行业利润较2011年有明显下滑。除依靠市场调节外，还需要加强政策引导，避免出现价格混战、行业亏损的局面。

4 结论

目前国内的焦化企业经济效益低下，企业亏损面达1/3。在此情况下，努力降低焦炭生产成本的同时，积极完善提高产业链建设，提高焦炉煤气利用价值等，是提高企业和社会效益的重要途径。企业应根据焦炉煤气量的大小，选用合适的利用方案，防止只为降低初期投资，而选择利用效率低的利用方案，跟风盲目上马，导致经济效益低下。利用焦炉煤气生产LNG具有工艺要求相对简单、相对投资小、能耗低和投资回报率高等优点，是中小型炼焦企业综合利用焦炉煤气的一个较好途径。

参考文献

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作者简介

煤气化制氢技术篇7

关键词：煤焦油 加氢改质 清洁燃料 中低温煤焦油 效益

一、前言

我国的主要能源是煤炭，而煤炭中也以低阶煤居多。煤焦油作为煤炭在利用时所产生的副产品，我们应该合理利用好煤焦油，而不是让其直接燃烧，产生很多大气污染物，对环境造成不好的影响。而且能源的高效率利用一直是全人类的共同目标，利用好能源，尤其是这些不可再生能源，有助于可持续发展和综合国力的不断壮大。对中低温煤焦油进行加氢，是一种对煤焦油重要的处理方法，本文就这一方面进行了相关的探讨和分析。

二、煤焦油进行加氢的原理和目的

煤炭资源在干馏、热解以及气化过程中都会产生煤焦油，煤焦油中含有很多的烃类和硫、氮化合物，他们本身酸度高、产品安定性能差、胶质含量高，所以不能够作为优质燃油。在一定的温度、压力和催化剂的作用下，可以对这些煤焦油进行脱硫、脱氮等反应，从而提高产品质量，获得优质燃油。中低温煤焦油在加氢改质过程中，有以下主要的化学反应：加氢脱氧、加氢脱氮、加氢脱硫、烃类加氢饱和、加氢脱金属等。

三、一些主要的中低温煤焦油加氢工艺

1.加氢精致工艺

这是一种是用途非常广泛的煤焦油加氢改质工艺，其方法是用中低温煤焦油中的全馏分油或者轻馏分油，经过加氢精致或者加氢处理，来实现煤焦油中的硫、氧、氮、金属和烃类等脱除，如此便可以生产出柴油、石脑油、碳材料的原料或者低硫低氮的重质燃料油。加氢精制工艺的工艺流程比较简单，但是原料的利用率相对比较低，所需要的最终产品十六烷的含量比较少。

2.非均相悬浮床的加氢工艺

这种加氢工艺是我国自行研发的一种煤焦油加氢改质工艺技术，其主要过程是：第一步，把循环油脱除催化剂，并和少量温度高于370度重馏分油的煤焦油、硫化剂和加氢催化剂进行充分的混合均匀，可以制造得到催化剂油浆；接下来把催化剂油浆与其他多量大于370度的重馏分油的煤焦油经过原料泵的升压、混氢升温后，进入到悬浮床，利用加氢反应器、高温分离器和低温分离器，最终得到富氢气体和高低分油混合物。再对其进行后续提质加工，就可以得到一些柴油和燃料油等。

3.加氢精致和加氢裂化工艺

这种煤焦油的加氢改质工艺原料是全馏分煤焦油，在加氢精致和加氢裂化过程中，把重油或者沥青转化为其他轻馏分油，这样就提高了轻油的收率。相比之下，这种煤焦油的加氢改质工艺增加了加氢裂化段，使工艺过程变得复杂，而且操作过程的稳定性也不是很好，这是它的缺点所在；优点是轻油的收率比较高，煤焦油的利用率得到了提高。

4.液相的裂解加氢工艺

这种工艺的原料是中低温煤焦油重馏分，把他们放在一定的温度、压力和催化剂的作用下，使煤焦油进行裂解加氢，从而生产出轻质汽油和柴油等产品。

四、中低温煤焦油加氢改质时应注意的问题

1.对中低温煤焦油的加氢改质，重点应该放在对煤焦油的深加工上，以及使铲平精细化的技术开发，还应该加大资金投入，引导和鼓励各相关机构在这方面进行研究，为能源的告辞奥率利用做出贡献。

2.不要满足于现在的中低温煤焦油加氢改质的一些工艺，我们应该根据已有的方法，在实际加工过程中，切实根据原料油的一些不同组成和性质，积极改善和研究更加完美的加工工艺，来拓展中低温煤焦油加氢燃料油生产的原料渠道。

3.要重视催化剂。催化剂的作用不容小觑，我们应该着重分析煤焦油加氢反应的条件，最大限度地使燃料油收率得到提高，实现加氢改质的最大化利益。

综上所述，有很多方法都可以对煤焦油进行加氢改质，通过加氢改质也可以得到很多的产品，比如柴油、汽油、石蜡、锭子油等等，对煤焦油的加氢改质，不但可以提高煤焦油的利用率，为企业和社会增加效益，而且很重要的一点就是可以减少一些污染物，保护了环境，在当今这个环境污染严重的背景之下，顺应保护环境的理念，做到可持续发展。现今通过各种实践证明，对煤焦油的加氢改质，已经具有大规模工业化的基本技术基础，所以相信在今后更会有不错的发展前景。

参考文献

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煤气化制氢技术篇8

关键词：优化操作；苯加氢装置；煤气压缩机运行周期 主反应器；预反应器

中图分类号： TQ06 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-157-2

1 现状

我国焦化三苯和石油三苯的生产及应用情况，并从焦化工业规模、产能地域分布等方面对焦化三苯在应用领域替代石油三苯进行了分析，可以看出，当前真正意义上的替代是在没有石化工业的山西，焦化三苯在部分地区可以替代石油三苯，但仅是三苯市场的一个适当补充，不会形成抢占市场的局面。山西焦化股份有限公司10万吨苯加氢装置于2009年12月份建成投产，经过七年多的运行，粗苯加工量已达到甚至超过设计负荷。但在运行过程发现氢气消耗量大，新氢压缩机需开双机运行，煤气压缩机运行周期短，三苯回收率偏低。

2 目的和意义

本项目主要是通过研究、试验、改进苯加氢工艺操作方法，解决工艺运行过程中煤气压缩机排气量低、加氢系统氢气消耗量大、非芳烃产量高、三苯回收率低等问题，使工艺运行的稳定性得到提高，确保粗苯加工负荷平稳，提高苯类产品的回收率。

3 采取的主要措施方法

3.1 对加氢系统预反应器入口温度的研究与改进

苯加氢装置经过五年多的运行，加氢系统预反应器入口温度目前控制在200℃以下，考虑到运行时间及预反应器的工作原理，主要是在镍钼催化剂的作用下，氢气与粗苯中的二烯烃及二硫化碳进行反应。由于目前粗苯原料供应紧俏，粗苯原料含硫等指标时而存在超标现象，对大了加氢反应系统的负荷。于是组织相关技术人员、操作人员进行可行性研究与改进。首先将预反应器入口温度提高到202℃，以提高轻苯预加氢反应能力，而后逐步提高到205℃。期间发现主反应器温差由32℃以上逐步下降到了30℃以内。请看统计表。

由表1可知，这一研究与改进充分说明：提高预反应器入口温度，可降低主反应负荷，从而降低由此而产生的主反应器温升。

3.2 对加氢系统主反应器入口温度的研究与改进

随着加氢系统运行时间的推移，主反应器入口温度由开车初期的275℃提高到了290℃。虽然通过降低预反应器入口温度，降低了主反应器的温差，但生产过程中，发现主反应器进出口温差30℃以上时，其入口至第一层，催化剂温升就高达20℃以上，说明主反应器入口反应加剧，伴有副反应的发生，造成了三苯产品损失大，氢气消耗量大。这主要表现在BTXS物料中C4-C7含量高达4%以上，远超过1.5%的要求指标。于是对主反应器采取逐步降低入口温度的办法进行改进，290℃～288℃～286℃～284℃～282℃～280℃～275℃～270℃～267℃～265℃～263℃～260℃。期间每天对BTXS物料中C4-C7含量进行分析对比。通过一个半月的调试研究，当温度控制在260～265℃时，发现BTXS物料中C4-C7含量均小于1.5%；统计非芳烃产量，产率较前期降低了2.45%；加氢系统氢气消耗量下降约100Nm3/h；主反应器入口温度降低后，管式炉供热降低，燃烧煤气量下降约110Nm3/h。

3.3 延长煤气压缩机运行周期的研究与改进

从煤气压缩机的运行情况观察（6-8月份），排气量约900m3/h，远低于设计值28m3/min；入口温度40℃左右，远高于设计值≤30℃，运行周期只有10天。

①改进煤气压缩机进口过滤器。

观察煤气压缩机的排气量，波动较大，排气量850～1100m3/h，

期间发现煤气压缩机进口过滤器清洗比较频繁，职工劳动强度大。经多次模拟实验，发现自洁式过滤器过滤效果好，同时改进了过滤器清洗方式，由拆卸清理改进为在线清理，稳定了煤气压缩机的进气量。

②改进煤气压缩机入口煤气系统及冷却器系统。

煤气压缩机是苯加氢装置制氢系统的主要设备，每年夏季6-8月份，由于压缩机进口煤气温度较高，煤气带水汽较重，易造成气阀的损坏。

通过现场研究试验：

一是在煤气压缩机各级冷却器、气缸夹套等循环水进水管线上增加排放阀，确保在冷却器冷却效果降低时，在不停机的情况下可以进行冷却系统的反冲洗，以清除压缩机循环水系统存在的淤泥，提高冷却效果。

二是在煤气入口管线增加旋风分离器，延长煤气滞留时间，提高分离效果，降低煤气压缩机入口煤气含水量。

③改进煤气压缩机气阀阀片。

针对煤气压缩机一、二、三级压力下降频繁的情况，通过降低煤气带水有所好转，但提高气阀质量是延长煤压机运行周期的关键。首先预定三家公司的两种气阀阀片进行现场模拟试验，同时将其中两家单位的气阀阀片安装在压缩机的不同位置，观察煤气压缩机的运行时间。经过多次反复试验，统计运行时间，最终确认使用PEEK材质的阀片整体运行时间较长。于是要求煤气压缩机全部使用该公司的PEEK阀片。

通过对煤气压缩机系统的研究改进，煤压机入口温度降低到了27.5℃，排气量稳定到1150m3/h以上，煤气压缩机运行周期达到了30天。

4 效果评价

通过对苯加氢工艺系统的研究、实验、改进，延长了煤气压缩机运行周期；大大降低了氢气消耗，实现了新氢压缩机的单台运行；降低了非芳烃产率，提高了三苯回收率，则年可创效益：

①三苯回收率由84.65提高到85.23%，提高了0.58%。按年加工粗苯10万吨，纯苯与非芳烃销售差价1000元计算（以10月份纯苯、非芳烃销售价为基准），年可增加利润：100000×0.58%×1000元≈58万元。

②氢气消耗降低，实现新氢压缩机单台运行，新氢压缩机功率22kW・h，年运行时间按8000h，一度电按0.6元计算，则年可节约电费：22×8000×0.6元≈10万元。

③管式炉煤气消耗降低约100Nm3/h，按年运行时间8000h，1m3煤气按0.265元计算，则年可节约成本：100Nm3×8000h×0.265元≈21万元

则年可创效益（投资7.5万元）：58+10+21-7.5=81.5万元。

5 结束语

通过对现有生产系统存在的瓶颈问题的研究探讨，虽然提高了三苯回收率，达到了预期效果。但苯加氢工艺系统仍存在亟待解决的问题，需要我们继续研讨开发，进一步提高经济效益。

参 考 文 献

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