中低温煤焦油悬浮床加氢预处理研究

中低温煤焦油悬浮床加氢预处理研究

发表时间：2020-03-25T09:25:53.917Z 来源：《工程管理前沿》2020年1期作者：李爱峰

[导读] 中低温煤焦油加氢反应是当下我国煤化工企业最为依赖的一项技术手段，为我国寻找石化能源替代品的最佳发展方向

摘要：中低温煤焦油加氢反应是当下我国煤化工企业最为依赖的一项技术手段，为我国寻找石化能源替代品的最佳发展方向，因此，对中低温煤焦油加氢影响因素的反应性研究就显得尤为重要。本文主要分析中低温煤焦油加氢技术。

关键词：中低温煤焦油；加氢技术；创新发展

引言

随着我国中低温煤焦油加氢技术的不断研发和丰富，我国化工企业的煤焦油深加工领域已经取得了不俗的成绩。然而，在实际操作和技术改进上我们依然还存在较大的发展空间，作为化工企业工作者不能躺在前辈的功劳簿上，我们要不断加强技术的改进和创新，与时俱进，才能保障企业的市场竞争力，实现可持续性生存和发展。

1、概述

我国低阶煤产量占已探明煤炭储量的50%以上，分质梯级利用被认为是低阶煤清洁高效利用的有效途径之一。国家发展和改革委员会与国家能源局制定的《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》，提出重点研究大型煤炭热解以及焦油和半焦的利用，使得煤炭热解技术获得飞速发展。其中大型煤炭快速热解工艺日臻成熟，该工艺以粉煤为原料，在几秒时间内迅速达到热解温度，热解产生气态和液态产物以及半焦，煤焦油是主要产物之一。快速热解工艺获得的煤焦油一般具有黏度大、粉尘及重质组分含量高等特点，而其深加工利用成为热解工艺关键的利润增长点。现有煤焦油深加工技术中，通过蒸馏获取轻质馏分进行加氢制清洁油品的方法，煤焦油的重质部分不能被充分利用。渣油沸腾床加工工艺虽然对原料的适应性广，但是其操作较为复杂，建设及维护成本较高。当前研究较多的是渣油悬浮床加氢工艺，该工艺对于原料的杂质含量几乎没有限制，适于对高粉尘含量的煤焦油进行预处理，提高轻质馏分收率，再通过固定床加氢工艺生产清洁油品或化工原料。

2、中低温煤焦油加氢工艺

2.1加氢精制工艺

煤焦油加氢过程是一种广泛使用的煤焦油加氢技术。硫、氮、氧、金属、饱和烃，芳香烃等生产石脑油、柴油、重油、低硫、低氮或碳原料。重点在于煤焦油加氢相对简单的过程，但原料利用率低，产品十六烷值通常较低。另外，煤焦油预处理后，混煤、煤焦油等轻馏分加氢原料缓冲罐中，然后泵送混合氢气原料，加热加氢反应后，产物为加氢铟。在冷却过程中，热交换器再次进入分离器分离气体和液体，并通过分离液相点进入分馏器，热交换器顶部的轻油是高挥发性石脑油，经柴油过滤后变成柴油产品。

2.2加氢裂化工艺

煤焦油主要用作加氢裂化工艺的原料。煤焦油或沥青质重油通过加氢转化为轻质馏分，轻质油收率显著提高，与煤焦油加氢工艺和工艺相比，加氢裂化工艺增加，操作过程复杂，操作稳定性和加氢工艺较差。欧洲标准轻质油产量较高，大大提高了煤焦油资源的利用效率。

2.3非均相悬浮床加氢工艺

中国煤炭科学研究总院煤炭研究所开发了一种多相催化剂加氢处理煤焦油悬浮床的方法。加氢过程的主要包括：首先将循环油加氢催化剂的重质部分和部分催化剂的温度低于370℃，并使用硫化剂完全混合得到催化剂浆料；将370℃下的催化油浆和剩余煤焦油的主要原料用增压泵进行处理，加热，加工成浮动窗式加氢反应器和加氢裂化反应，以及从反应器出口排出的化合物。

2.4液相裂化加氢工艺

除上述三种低温煤焦油加氢工艺外，中国石油科学院和中国科学院石化技术研究所也对低温煤焦油的性能进行了比较全面的分析，对低温煤焦油进行了研究，对催化剂进行了进一步的研究，并开发了煤焦油的高压液相加氢技术。开发了一种液体热解加氢工艺，在一定的温度，压力和催化剂条件下，重质煤焦油重质馏分主要用作主要原料，煤焦油、汽油、柴油等的热解将继续通过系统热解进行。

3、中低温煤焦油加氢反应的影响因素

影响中低温煤焦油进行加氢反应的影响因素种类有很多，主要包含：煤焦油种类、催化剂种类、供氢溶剂、反应温度、反应压力催化剂使、停留时间以及搅拌速率等。供氢溶剂在中低温煤焦油加氢反应中的主要影响为：提升中低温煤焦油、氢气、固体催化剂的接触，降低煤焦油原料的黏度，进而提升加氢反应的速率。催化剂在中低温煤焦油加氢反应中的主要影响为：有效降低加氢反应过程所需的活化能，进而推进反应的进程。催化剂选用的过程要遵循活性高、反应性高、价格低、寿命长的特点，通常有铁系催化剂、金属催化剂以及金属卤化物催化剂。反应温度是影响中低温煤焦油加氢技术的一项重要因素，煤焦油的加氢过程必须在一定的温度条件下进行，不然，无论多长时间、多高的压强或者何种催化剂都无法引起反应进程，但是过高的温度会造成反应的聚合现象，且极大的损耗反应的设备。反应压强也是煤焦油加氢技术的一项重要影响因素，氢气压力的提升有助于提升加氢反应速率，能够帮助催化剂更好的吸附氢气，使得催化剂的活性得到充分的利用，进而提升煤焦油的加氢反应效率。

4、中低温煤焦油加氢技术改进策略

4.1研制专用中低温煤焦油加氢技术催化剂。

加氢裂化技术是整个加氢精制的技术基础，研制并使用中低温煤焦油加氢的专用催化剂，可以在企业生产过程中得到更快的生产成效，这种特质的催化剂配制需要考虑到当前中低温煤焦油加氢生产现有的其他成熟技术的应用。在实际研发过程中，科研工作者还可以依照原料油的不同组成和性质进行特制催化剂的进一步研究，进而在实际生产过程中极大的拓宽原料油的使用范围。

4.2控制影响催化剂活性的其他影响因素。

随着反应的进行，中低温煤焦油中的不同物质会逐步挥发出来，这些物质和不同的反应条件都会逐渐影响催化剂的反应活性，科研工作者要通过不断实验和探索对这些物质和反应条件进行不断的比对，对中低温煤焦油加氢技术进行深层次的挖掘，寻找到合适的原料油处理方式和加氢装置生产限制条件，最终使企业的中低温煤焦油加氢技术生产效益得到最大限度的提升。

5、中低温煤焦油加氢技术产业发展建议

当前我国能源企业的主要战略发展方向就是实现企业生产的大型化和规模化两个方向开展，其生产的根本就是拓展企业生产动能，实