中低温煤焦油加氢技术研究

何彦兵 甘伊楠(陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司， 陕西 榆林 719319)

中低温煤焦油加氢技术研究

何彦兵 甘伊楠(陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司， 陕西 榆林 719319)

煤焦油是一种重要的资源，近年来随着中低温煤焦油加氢技术的逐渐成熟与发展，从而开辟了制取优质清洁汽油与柴油的新途径，有效弥补了国内车用燃料市场的缺口。本文从对煤焦油加氢技术的原理和基本流程分析入手，重点探究中低温煤焦油加氢技术的种类和优缺点，最后对国内中低温煤焦油加氢技术的发展提出个人建议，希望能对未来煤焦油行业中低温加氢技术的更新与完善提供一丝参考。

中低温煤焦油；加氢技术；发展建议

随着社会经济的快速发展，对于能源的需求与日俱增，如何创新研发加工技术进而有效利用现有资源成为了各国普遍的认知。我国煤炭资源丰富，占据了国内能源结构的3/4。煤焦油作为煤炭加工的附属产品，其资源应用和开发价值极高。然而长期以来，部分中低温煤焦油加工技术相对滞后，不仅在产品加工种类、数量和质量上无法得到有效保证，而且造成了煤焦油资源的大量浪费，同时对环境也造成了巨大的危害影响。因此，加工技术创新和改革势在必行。目前，中低温煤焦油加工中应用加氢技术可以很好地解决上述问题，所生产的清洁汽油和柴油，既实现了资源的高效和环保利用，又极大提升了煤焦油加工企业的经济效益。

1 煤焦油加氢的原理和基本流程

(1)煤焦油加氢的原理 煤焦油的化学成分十分复杂，并呈液态形式存在，其中酸度和胶质占据很大比重，而且含有大量硫、氮、氧和金属化合物以及烷烃、烯烃、芳烃等不饱和烃。因此，化学性质和安全性能极其不稳定，且存储性能也较差，无法直接作为燃料使用。传统加工方法多采取干馏或气化的工艺加工，分解效果并不理想。通过在中低温煤焦油深加工中运用加氢技术，进而使煤焦油内发生脱硫、脱氮、脱氧、脱金属反应或烃类饱和反应，进而实现分类转化、脱除和分离的目的，这就极大提升了产品的安全性能和质量，确保生产出优质、清洁和环保的能源。

(2)煤焦油加氢的基本流程 首先，煤焦油要做脱水、去杂质处理，之后加入氢原料并加热确保煤焦油充分发生加氢反应；其次，将加氢产物做冷却处理，之后进行气液分离。分离出的氢气可以循环利用，液体则在分馏塔的作用下重新进行类别分离。分离塔底部的黄色透明液体称为重油，重油经过加工重整可以变为柴油。而分离塔中的无色透明液体称之为石脑油，经过继续加工重整将会变为汽油。

2 中低温煤焦油加氢工艺技术的种类及优缺点

(1)预蒸馏－固定床加氢 中、低温煤焦油预蒸馏－固定床加氢工艺采用蒸馏预处理的技术手段，从而有效降低加氢进料的胶质、沥青质及重金属的含量，从根本上解决了固定床加氢装置长周期运转的难题。预蒸馏－固定床加氢工艺具有易于操作、节能环保、运行稳定和效益高等优点，因而该技术多应用于柴油的产品与调和生产中，即重质燃油等方面。基于其产品软化和延度较差的特性，并不适合生产沥青等建筑材料。

(2)延迟焦化－固定床加氢 中、低温煤焦油延迟焦化－固定床加氢工艺，是指在特定温度下，运用全馏分进料的流程，进而将重质裂化，以获得气体和轻质成分，并将胶质和沥青质转化为焦炭，最后通过固定床加氢的工艺生产出柴油和石脑油。该技术的优点是通过延迟焦化技术，将重油中的一部分轻油分离出来进行加氢制取轻质燃料油，极大提高了轻油的收率，从长期的设备损耗来看，此项技术十分经济实用。其缺点是工艺复杂，而且对资源的整体利用效率不高。

(3)悬浮床加氢裂化 中、低温煤焦油悬浮床加氢裂化工艺，是指把煤焦油中的重油转化为轻油，即从重油中多提取30%以上轻油的技术。它的技术特点是催化剂是呈流动性的，在反应中能够把热量带走，从而有效降低污染物沉积所造成的床层堵塞难题。该工艺是目前较为先进的技术，社会关注度很高，而且正处于工业化推广和实施阶段。该技术的优点在于运行周期长、轻油收率高、反应活性好，收油率最高可达92%。缺点是工业化的经验不足，有待进一步的实践考证。

3 中低温煤焦油加氢工艺中关于改进催化剂的必要思考

首先，要针对性地研发加氢催化剂，因为煤焦油的成分十分复杂，只有加大研发新型材质的催化剂，才能确保针对性的催化并提高产率；其次，煤焦油中部分物质会干扰催化剂的活性与功效，这就需要加大对特殊物质的研发，进而找到更好的解决策略；最后，固定床加氢工艺会降低催化活性，导致煤焦油中各种化合物不能有效脱除和分离，这就造成了产品质量的不稳定性，因此如何改良和优化催化剂是目前亟待解决的重要问题。

4 对中低温煤焦油深加工行业发展的建议分析

首先，应该整合现有分散的加工布局，因为煤焦油加工行业需要大规模的生产环境，才能有效运用先进加工技术，并提高生产效率和效益，最大限度的降低对环境的污染，因此，中低温煤焦油深加工行业应逐渐向规模化、集中化趋势发展；其次，加大对中低温深加工技术的学习、交流和创新，不能满足于现状，要不断向国外先进经验和国内相关科研单位取经，进而从技术层面上始终保持先进和完善；最后，加大对加工产品的研发能力，不断创造新型产品，以满足社会的不同需求，且对于扩大企业经济效益和提升行业竞争力都具有不可替代的作用。

总之，我国既是能源生产大国又是能源消费大国，且煤炭能源是不可再生的。煤炭作为我国重要的支柱能源，因此加大对煤焦油深加工技术创新的应用具有积极的现实意义。近些年来，我国中低温煤焦油加氢技术不断丰富和扩展，已经取得了巨大的成果。然而加工中存在的问题也有很多，因此，煤焦油行业还要继续坚持与时俱进，不断加强技术创新，进而使中低温煤焦油加氢技术能够更好满足行业和社会的需求。

[1]范建锋，张忠清.中温煤焦油加氢生产清洁燃料油试验研究[J]煤炭学报，2013，38(10):1868-1872.

[2]姚春雷，全辉，张忠清.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):501-503.

[3]张晔，赵亮富.中低温煤焦油催化加氢制备清洁燃料油研究[J].煤炭转化，2009，32(3):48-51.