中温煤焦油重馏分加氢裂化的工艺条件优化

2016-03-14徐伟唐培红陕西神木富油能源科技有限公司陕西神木719319

化工管理 2016年12期

徐伟唐培红（陕西神木富油能源科技有限公司，陕西神木719319）

中温煤焦油重馏分加氢裂化的工艺条件优化

徐伟唐培红（陕西神木富油能源科技有限公司，陕西神木719319）

随着经济的发展，其对石油产品的需求越来越大，与此同时，原油供应紧张的问题日益突出，为了满足经济发展的需求，必然需要寻找新的替代能源。我国的煤炭能源比较丰富，而且焦化企业的数量也比较多，在企业生产的过程中，煤焦油的产量比较多，在真正的替代能源寻找到之前，可通过加氢工艺的应用，使煤焦油变为轻质燃料油，改善能源短缺的状况。在本文中，重点论述了中温煤焦油重馏分加氢裂化工艺条件的优化方法。

煤焦油；重馏分加氢；裂化；优化

近年来，研究者越来关注煤焦油加氢研究，并且在多个方面取得了良好的研究成果，然而，这些成果转化为实际工艺技术时，煤焦油资源转变为燃料油的生产并不充分，产生资源浪费的现象。这就需要在进行煤焦油加氢生产时，对工艺条件进行相应的优化，以提高重馏分加氢裂化率。

1　煤焦油加氢的作用

煤炭在进行加工（比如热解、干馏）的过程中，会获得多种液体产品，其中一个便是煤焦油。在煤焦油的成分中，不饱和烃、硫化合物及氮化合物的含量比较多，具备比较高的酸度和胶质含量，产品的安定性能比较差，质量比较低，并不能成为优质的燃料油，无法出厂。不过，应用加氢工艺之后，可对煤焦油的质量进行改进，通过温度、压力的科学设置，以及催化剂的加入，可将其中的硫化合物及氮反应脱除，提升不饱和烃的饱和程度，提高产品的安定性能，将芳烃及硫的含量降低，最终，获得石脑油，并将煤焦油改造成为优质燃料油，且改造后煤焦油的质量与汽油、柴油等相似［1］。

煤焦油加氢处理时，发生的反应主要包含五种，一是加氢脱硫反应，将其中的硫脱除，二是加氢脱氮反应，将其中的氮脱除，三是加氢脱氧，将其中的氧气脱除，四是加氢脱金属，将其中的金属直接去除，五是不饱和烃加氢饱和反应，提升不饱和烃的饱和程度。经过处理之后，硫化合物转化为硫化氢，氮化合物转换为氨，氧杂原子转换为水，有机金属化合物经过转化之后被脱除，改善不饱和烃的饱和情况。

2　中温煤焦油重馏分加氢裂化的工艺条件优化实验

2.1单因素试验

第一，裂化温度的影响。煤焦油加氢裂化处理的过程中，裂化温度会产生一定的影响，为了考察产生的具体影响，进行了裂化温度试验，试验中，反应压力设置为13MPa，液体体积空速设置为0.4/h，煤焦油体积与氢体积之间的比值为1800，进行实验操作。经过试验结果可知，在裂化温度逐渐升高的过程中，加氢裂化率也随之升高，裂化温度的升高到约670K时，加氢裂化率的增幅逐渐的处于平稳状态中，此时，裂化温度如果继续提高，那么加强裂化率的升高结果非常小，而且会进一步的提高裂化反应深度，这说明，将会增加气体和小分子的产物，减小汽油和柴油馏分的选择性，对产品的分布产生严重的影响［2］。

第二，反应压力的影响。反应压力同样是煤焦油加氢裂化处理过程中的重要影响因素，在进行反应压力影响实验时，裂化温度设置为670k，液体体积空速设置为0.4/h，煤焦油体积与氢体积之间的比值为1800，进行实验操作。经过试验结果可知，在反应压力逐渐增大的情况下，加氢裂化随之显著的提升，当反应压力约为13MPa时，加氢裂化率的增幅趋于平稳。此外，反应压力比较大时，缩合反应和生焦反应的出现可受到较大的抑制，使催化剂积碳的水平显著降低，由此看来，煤焦油加氢处理时，反应压力应设置的比较高。

第三，液体体积空速的影响。通过实验结果可知，随着液体体积空速的提高，加氢裂化率随之降低，液体体积空速为0.3/ h时，加氢裂化率出现明显的大幅度降低，这说明，煤焦油加氢处理时，应适当的降低液体体积空速，以便与提升裂解率，并加深裂化深度。

第四，氢油体积比的影响。通过实验可知，当氢油体积比越大时，裂解率越高，主要原因是较大的氢油体积比可提高循环氢力量，进而促进原料油的雾化程度，将油气混合的水平有效提高，对物料的分布状况进行适当的改变，增强催化剂的作用，将裂化率提高［3］。

2.2响应面分析

通过单因素试验结果可知，煤焦油加氢裂化处理的效果会受到裂化温度、反应压力、液体体积空速及氢油体积比的影响，因此，在设计响应面分析试验时，设计的原理为中心组合试验原理，对四个影响因素的水平进行相应的设计，通过响应面分析试验结果可知，反应压力设置为13.5MPa、裂化温度设置为683K、液体体积空速设置为0.25/h、氢油体积比设置为1900时，加氢裂化率可达到82.28%。响应面试验完成之后，对其进行优化分析，分析时，利用相应的优化软件，依据响应面试验时的各个结果，拟合分析，并将相应的回归方程建立起来。经过回归分析可知，加氢裂化率与工艺条件之间的模型可以对试验设计进行指导。之后，将实际的生产情况考虑其中，对工业条件进行优化设计，优化之后，反应压力设置为13.4MPa、裂化温度设置为682K、液体体积空速设置为0.3/h、氢油体积比设置为1895，经过处理之后发现，裂化率可达到77%。