关于高温煤焦油加氢操作存在的问题
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山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2012 年第 41 卷
关于高温煤焦油加氢操作存在的问题
牛家立，郭鲁军，魏迎春
（ 七台河宝泰隆煤化工有限公司，黑龙江 七台河 154600）
摘要： 着重叙述了高温煤焦油加氢装置工艺技改、工艺操作的调整，通过系统的实际运行实践，获得了较相对安全平稳的运行成
（ 11） 强化职工培训，打造一支业务精湛、操作 熟练的职工队伍，稳定操作，严格工艺指标的控制， 减少开停车次数。
过程中将铁、钠碱性金属带入或残留在催化剂中； 同 样在催化剂贮运、充装过程中应避免不规范操作，不 使催化剂与铁质容器接触，使容器上的铁锈附着在 催化剂表面。
（ 本文文献格式： 苗承红． 甲醇合成过程中减少石蜡 生成的控制措施［J］． 山东化工，2012，41 （ 4） ： 86 － 87，90． ）
七台河宝泰隆煤化工有限公司高温煤焦油加氢 装置为全国高温焦油加氢行业第一家，装置由原料 预处理系统（ 包括原料油和原料气） 、反应系统（ 包 括精制和裂化） 、高低压分离系统、分馏系统、压缩 机系统（ 新氢机和循氢机） 、公用工程辅助系统和原 料成品储运系统组成； 装置操作特点为高温、高压、 临氢、易燃、易爆、有毒介质的操作环境，而且反应 为强放热反应，该项目由上海胜邦化工有限公司工 艺设计，从 2006 年开始筹建，2008 年开始安装，至 2009 年 6 月投产运行至今达三年左右，受前工段影 响因素较多，自身运行稳定，各项操作指标和质量指 标均能达到设计要求，但在其流程操作上存在一些 不足和缺陷。 1 工艺流程简述
置温度在中控室得以控制调节，减少现场操作人员 开停。
劳动强度，减少罐区沥青烟的污染。
（ 5） 整个装置通过技术改造后，增强各系统运
（ 2） 在高压换热器前增加注水，减小两高分的 行调整能力，减少停工和事故发生率，尤其受外界影
压差，提高系统运行周期，减小设备运转损耗。
响波动性减小，使整个装置安全、平稳、长周期运行。
果。
关键词： 高温煤焦油； 加氢； 操作； 问题
中图分类号： TE624
文献标识码： B
文章编号： 1008 － 021X（ 2012） 04 － 0088 － 03
The Problems of High Temperature Coal Tar Hydrogenation Operation
NIU jia － li，GUO Lu － jun，WEI Ying － chun
b． 至 于 反 应 精 制 裂 化 进 料，将 罐 区 开 工 泵 （ P208） 出 口 增 加 管 线 至 精 制 裂 化 进 料 罐 （ D201、 D202） ，预防因分馏系统出故障时，裂化系统可引未 转化油罐中油继续运行； 再将分馏系统出装置未转 化油线增加一调节阀，在调节阀前安一跨线至裂化
（ Qitaihe Bao Tailong Coal Chemical，Qitaihe 154600，China）
Abstract： Mainly described the proces stechnological transformation of high temperature coal tar hydrogenation device，the adjustment of process operation，through the actual operation practice，obtained the relatively safe and stable operation results． Key words： high temperature coal tar； hydrogenation； operation； problem
（ 3） 反应分精制和裂化系统，精制系统原设计 进料为预处理系统产中段油和减顶油混合直接入系 统，而裂化系统在精制运转正常后分馏出尾油送入 系统，两者在调节操作上极不方便。
其主要因为： a． 预处理系统进料负荷的变化影响产出精制原 料油量变化，也就影响精制反应进料波动； 预处理系 统开停工和事故停工都会影响反应系统的正常运行 和停工； 如果反应系统故障停工，预处理系统因产品无 去处而随着停工。 b． 反应精制、裂化系统同时运行，如精制系统停 工，会影响裂化系统停工。 c． 如果分馏系统故障停工造成裂化系统停工。 3 装置技改后运行操作 （ 1） 预处理系统重油出装置换热器（ E105） 更 换加大换热面积（ 15m2 变 30m2 ） ，取消壳程走减顶 油，改为进料煤焦油，并增加调节阀来调节煤焦油量 控制重油换后温度，从而降低重油出装置温度提高 进料温度，减轻进料加热炉负荷。其技改流程如图 1。
响，并均能独立开停工，在原始开工前将原工艺流程
a． 将罐区煤焦油原料罐 G201D 更改为精制原
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山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2012 年第 41 卷
料油罐，预处理系统所产中段油和减顶油直接送入 此罐储存，新增一台变频调节反应进料泵，并配管线 至反应进料罐，当反应开工时，由罐区负责启泵送精 制原料油，由此可解决预处理和反应系统互相影响 问题，流程如图 3。
择适当较高的空速可减少石蜡的生成。 （ 8） 优化原料气预处理工序操作，使合成新鲜
气中的烯烃尽可能低。有资料表明： 乙烯在甲醇合 成反应中部分产生了石蜡和聚合物。
（ 9） 选用有严格质量控制体系生产厂家提供的 优质催化剂，避免在催化剂制造过程中的沉淀、洗涤
醇分离器后，在联合压缩机循环段入口又设置了循 环段入口分离器，使循环气中的甲醇得以充分分离。
（ 5） 反应运行会消耗部分氢气，降低反应系统 氢分压，这部分氢气损耗由新氢压缩机来补充； 冷高 分分离出的氢气进入循氢机入口，经循氢机加压循 环使用但必须保证纯度大于 85% 以上。
（ 6） 辅助系统是保证装置所需要的氮气、蒸汽、 仪表空气、燃Biblioteka Baidu气、脱氧水、循环水等充足使用量，确 保装置各系统运行稳定。
行充分反应，并放出大量热量，所放热量由床层循环 冷氢带走，防止带入下一床层引起飞温。
（ 3） 反应产物由三反出口进入高压换热器，主 要提高进料温度和减少热量损失，使整个系统尽可 能达到热量平衡。换热后的物料进入高低压分离器 内进行气液分离。
（ 4） 分离后的物料经减压进入分馏系统，经初 闪蒸 － 减压 － 提温 － 再分离等程序将合格的 1#、2# 精制洗 油 分 离 出 来； 剩 余 的 为 重 质 尾 油 （ 未 转 化 油） ，可作为裂化反应原料送入裂化系统，但要求其 氮含量≤10μg，防止裂化反应催化剂中毒； 或送入 罐区未转化油罐储存作为精制反应配料使用。
进料管线，由此反应精制裂化同时运行时，裂化进料 可直接引分馏塔底两路高低温尾油，并能调节裂化 进料温度，流程如图 4。
图 3 预处理系统至反应系统技改流程图
图 4 反应精制裂化技改流程图
4 结论
影响，降低 系 统 操 作 安 全 系 数，增 加 了 系 统 调 节 方
（ 1） 预处理系统通过以上技改后，使重油出装 法； 同时使精制和裂化系统既可同时运行又可单独
（ 2） 在反应高压分离系统操作中，精制热高分 （ D301） 和精制冷高分（ D303） 出现压差增大，最高 值为 2． 0MPa 以上，影响反应系统正常运行。
其主要因为在反应过程中脱除焦油中的氮、硫、 氧等杂质，其中脱氮时将其转化为氨，再与物料中金 属反应形成铵盐，由于反应流出产物温度高，铵盐以 液态或气态形式存在，当经热高分分离进入混氢换 热器（ E308） 降温后，便析出结晶形成固体铵盐堵塞 换热器列管或封头，使其管线不畅通，造成前后压力 不一致。
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记录统计总量。 2 实际操作中存在的问题
（ 1） 预处理系统减压塔底重油出装置温度过高 （ 300℃ 左右） ，造成重油罐温度高，在装车时会出现 大量沥青烟，会对操作人员身体构成伤害和污染环 境； 而重油罐顶呼吸阀也会溢出沥青烟，遇空气冷凝 变成轻质焦油污染油罐和环境卫生。
其主要因为重油出装置两换热器（ E104、E105） 换热面积小，其中换热器（ E105） 是减顶油和重油换 热，由于减顶油量少，除大量回流用外，没有多少外 送，根本没有起到换热降温的作用，造成出装置油温 严重过高。
（ 3） 预处理和反应系统分割开，增加精制原料
油储罐作为缓冲，并在各系统增加了调节阀和变频 （ 本文文献格式： 牛家立，郭鲁军，魏迎春． 于高温煤
泵作为调节手段，使预处理和反应系统既可单独操 焦油加氢操作存在的问题［J］． 山东化工，2012，41
作，也可联接运行，减小系统停工机率。
（ 4） ： 88 － 90． ）
（ 1） 该装置主要利用焦化副产品高温煤焦油减 压蒸馏提取反应原料油，标准控制水含量 ＜ 0． 06% ； 再利用甲醇公司合成驰放气制取氢气，纯度 ＞ 99． 9% 。
（ 2） 将以上两种物料经过压缩机和高压往复泵 加压，经加热炉提温或换热后再送入装有催化剂的 精制反应器内，在催化剂和适当温度压力条件下进
（ 7） 原料成品罐区主要是收焦化及其他单位送 入煤焦油，副成品 1#、2# 和重质沥青油，并做好收售
收稿日期： 2012 － 04 － 09 作者简介： 牛家立（ 1972—） ，男，黑龙江七台河市人，大学文凭，圣迈公司加氢车间主任，多年从事合成氨尿素及煤焦油加 氢生产。
第4 期
牛家立，等： 关于高温煤焦油加氢操作存在的问题
（ 4） 裂化进料调整改变了原来进料高温和液位
檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶
（ 上接第 87 页）
（ 10） 提高分离效率，避免入塔气中醇含量高。
的进行有利，尤其对碳链增长的反应有利，因此应选 我装置在合成环路中设有两个分离器，循环气出甲
图 1 预处理系统技改后流程
（ 2） 反应精制系统热高分和冷高分差压增大， 器（ E308） 前注水管线，此注水管线在出现差压时可 在原换热器（ E308） 后注水的基础上，增加一根换热 间接使用。其改造流程如图 2。
图 2 反应精制系统工程技改后流程
（ 3） 为了能使预处理系统和反应系统互不影 进行了如下更改：
山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2012 年第 41 卷
关于高温煤焦油加氢操作存在的问题
牛家立，郭鲁军，魏迎春
（ 七台河宝泰隆煤化工有限公司，黑龙江 七台河 154600）
摘要： 着重叙述了高温煤焦油加氢装置工艺技改、工艺操作的调整，通过系统的实际运行实践，获得了较相对安全平稳的运行成
（ 11） 强化职工培训，打造一支业务精湛、操作 熟练的职工队伍，稳定操作，严格工艺指标的控制， 减少开停车次数。
过程中将铁、钠碱性金属带入或残留在催化剂中； 同 样在催化剂贮运、充装过程中应避免不规范操作，不 使催化剂与铁质容器接触，使容器上的铁锈附着在 催化剂表面。
（ 本文文献格式： 苗承红． 甲醇合成过程中减少石蜡 生成的控制措施［J］． 山东化工，2012，41 （ 4） ： 86 － 87，90． ）
七台河宝泰隆煤化工有限公司高温煤焦油加氢 装置为全国高温焦油加氢行业第一家，装置由原料 预处理系统（ 包括原料油和原料气） 、反应系统（ 包 括精制和裂化） 、高低压分离系统、分馏系统、压缩 机系统（ 新氢机和循氢机） 、公用工程辅助系统和原 料成品储运系统组成； 装置操作特点为高温、高压、 临氢、易燃、易爆、有毒介质的操作环境，而且反应 为强放热反应，该项目由上海胜邦化工有限公司工 艺设计，从 2006 年开始筹建，2008 年开始安装，至 2009 年 6 月投产运行至今达三年左右，受前工段影 响因素较多，自身运行稳定，各项操作指标和质量指 标均能达到设计要求，但在其流程操作上存在一些 不足和缺陷。 1 工艺流程简述
置温度在中控室得以控制调节，减少现场操作人员 开停。
劳动强度，减少罐区沥青烟的污染。
（ 5） 整个装置通过技术改造后，增强各系统运
（ 2） 在高压换热器前增加注水，减小两高分的 行调整能力，减少停工和事故发生率，尤其受外界影
压差，提高系统运行周期，减小设备运转损耗。
响波动性减小，使整个装置安全、平稳、长周期运行。
果。
关键词： 高温煤焦油； 加氢； 操作； 问题
中图分类号： TE624
文献标识码： B
文章编号： 1008 － 021X（ 2012） 04 － 0088 － 03
The Problems of High Temperature Coal Tar Hydrogenation Operation
NIU jia － li，GUO Lu － jun，WEI Ying － chun
b． 至 于 反 应 精 制 裂 化 进 料，将 罐 区 开 工 泵 （ P208） 出 口 增 加 管 线 至 精 制 裂 化 进 料 罐 （ D201、 D202） ，预防因分馏系统出故障时，裂化系统可引未 转化油罐中油继续运行； 再将分馏系统出装置未转 化油线增加一调节阀，在调节阀前安一跨线至裂化
（ Qitaihe Bao Tailong Coal Chemical，Qitaihe 154600，China）
Abstract： Mainly described the proces stechnological transformation of high temperature coal tar hydrogenation device，the adjustment of process operation，through the actual operation practice，obtained the relatively safe and stable operation results． Key words： high temperature coal tar； hydrogenation； operation； problem
（ 3） 反应分精制和裂化系统，精制系统原设计 进料为预处理系统产中段油和减顶油混合直接入系 统，而裂化系统在精制运转正常后分馏出尾油送入 系统，两者在调节操作上极不方便。
其主要因为： a． 预处理系统进料负荷的变化影响产出精制原 料油量变化，也就影响精制反应进料波动； 预处理系 统开停工和事故停工都会影响反应系统的正常运行 和停工； 如果反应系统故障停工，预处理系统因产品无 去处而随着停工。 b． 反应精制、裂化系统同时运行，如精制系统停 工，会影响裂化系统停工。 c． 如果分馏系统故障停工造成裂化系统停工。 3 装置技改后运行操作 （ 1） 预处理系统重油出装置换热器（ E105） 更 换加大换热面积（ 15m2 变 30m2 ） ，取消壳程走减顶 油，改为进料煤焦油，并增加调节阀来调节煤焦油量 控制重油换后温度，从而降低重油出装置温度提高 进料温度，减轻进料加热炉负荷。其技改流程如图 1。
响，并均能独立开停工，在原始开工前将原工艺流程
a． 将罐区煤焦油原料罐 G201D 更改为精制原
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山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2012 年第 41 卷
料油罐，预处理系统所产中段油和减顶油直接送入 此罐储存，新增一台变频调节反应进料泵，并配管线 至反应进料罐，当反应开工时，由罐区负责启泵送精 制原料油，由此可解决预处理和反应系统互相影响 问题，流程如图 3。
择适当较高的空速可减少石蜡的生成。 （ 8） 优化原料气预处理工序操作，使合成新鲜
气中的烯烃尽可能低。有资料表明： 乙烯在甲醇合 成反应中部分产生了石蜡和聚合物。
（ 9） 选用有严格质量控制体系生产厂家提供的 优质催化剂，避免在催化剂制造过程中的沉淀、洗涤
醇分离器后，在联合压缩机循环段入口又设置了循 环段入口分离器，使循环气中的甲醇得以充分分离。
（ 5） 反应运行会消耗部分氢气，降低反应系统 氢分压，这部分氢气损耗由新氢压缩机来补充； 冷高 分分离出的氢气进入循氢机入口，经循氢机加压循 环使用但必须保证纯度大于 85% 以上。
（ 6） 辅助系统是保证装置所需要的氮气、蒸汽、 仪表空气、燃Biblioteka Baidu气、脱氧水、循环水等充足使用量，确 保装置各系统运行稳定。
行充分反应，并放出大量热量，所放热量由床层循环 冷氢带走，防止带入下一床层引起飞温。
（ 3） 反应产物由三反出口进入高压换热器，主 要提高进料温度和减少热量损失，使整个系统尽可 能达到热量平衡。换热后的物料进入高低压分离器 内进行气液分离。
（ 4） 分离后的物料经减压进入分馏系统，经初 闪蒸 － 减压 － 提温 － 再分离等程序将合格的 1#、2# 精制洗 油 分 离 出 来； 剩 余 的 为 重 质 尾 油 （ 未 转 化 油） ，可作为裂化反应原料送入裂化系统，但要求其 氮含量≤10μg，防止裂化反应催化剂中毒； 或送入 罐区未转化油罐储存作为精制反应配料使用。
进料管线，由此反应精制裂化同时运行时，裂化进料 可直接引分馏塔底两路高低温尾油，并能调节裂化 进料温度，流程如图 4。
图 3 预处理系统至反应系统技改流程图
图 4 反应精制裂化技改流程图
4 结论
影响，降低 系 统 操 作 安 全 系 数，增 加 了 系 统 调 节 方
（ 1） 预处理系统通过以上技改后，使重油出装 法； 同时使精制和裂化系统既可同时运行又可单独
（ 2） 在反应高压分离系统操作中，精制热高分 （ D301） 和精制冷高分（ D303） 出现压差增大，最高 值为 2． 0MPa 以上，影响反应系统正常运行。
其主要因为在反应过程中脱除焦油中的氮、硫、 氧等杂质，其中脱氮时将其转化为氨，再与物料中金 属反应形成铵盐，由于反应流出产物温度高，铵盐以 液态或气态形式存在，当经热高分分离进入混氢换 热器（ E308） 降温后，便析出结晶形成固体铵盐堵塞 换热器列管或封头，使其管线不畅通，造成前后压力 不一致。
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记录统计总量。 2 实际操作中存在的问题
（ 1） 预处理系统减压塔底重油出装置温度过高 （ 300℃ 左右） ，造成重油罐温度高，在装车时会出现 大量沥青烟，会对操作人员身体构成伤害和污染环 境； 而重油罐顶呼吸阀也会溢出沥青烟，遇空气冷凝 变成轻质焦油污染油罐和环境卫生。
其主要因为重油出装置两换热器（ E104、E105） 换热面积小，其中换热器（ E105） 是减顶油和重油换 热，由于减顶油量少，除大量回流用外，没有多少外 送，根本没有起到换热降温的作用，造成出装置油温 严重过高。
（ 3） 预处理和反应系统分割开，增加精制原料
油储罐作为缓冲，并在各系统增加了调节阀和变频 （ 本文文献格式： 牛家立，郭鲁军，魏迎春． 于高温煤
泵作为调节手段，使预处理和反应系统既可单独操 焦油加氢操作存在的问题［J］． 山东化工，2012，41
作，也可联接运行，减小系统停工机率。
（ 4） ： 88 － 90． ）
（ 1） 该装置主要利用焦化副产品高温煤焦油减 压蒸馏提取反应原料油，标准控制水含量 ＜ 0． 06% ； 再利用甲醇公司合成驰放气制取氢气，纯度 ＞ 99． 9% 。
（ 2） 将以上两种物料经过压缩机和高压往复泵 加压，经加热炉提温或换热后再送入装有催化剂的 精制反应器内，在催化剂和适当温度压力条件下进
（ 7） 原料成品罐区主要是收焦化及其他单位送 入煤焦油，副成品 1#、2# 和重质沥青油，并做好收售
收稿日期： 2012 － 04 － 09 作者简介： 牛家立（ 1972—） ，男，黑龙江七台河市人，大学文凭，圣迈公司加氢车间主任，多年从事合成氨尿素及煤焦油加 氢生产。
第4 期
牛家立，等： 关于高温煤焦油加氢操作存在的问题
（ 4） 裂化进料调整改变了原来进料高温和液位
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（ 10） 提高分离效率，避免入塔气中醇含量高。
的进行有利，尤其对碳链增长的反应有利，因此应选 我装置在合成环路中设有两个分离器，循环气出甲
图 1 预处理系统技改后流程
（ 2） 反应精制系统热高分和冷高分差压增大， 器（ E308） 前注水管线，此注水管线在出现差压时可 在原换热器（ E308） 后注水的基础上，增加一根换热 间接使用。其改造流程如图 2。
图 2 反应精制系统工程技改后流程
（ 3） 为了能使预处理系统和反应系统互不影 进行了如下更改：