中低温煤焦油加氢技术进展与改质工艺研究

黄海轮 曹立朋

摘 要：我国作为一个煤炭生产和消耗大国，在新时期背景下如何提升能源利用效率尤为重要。煤焦油是煤干馏的副产物，在传统粗放的利用方式中，煤焦油资源的优势并未得到有效的开发。本文从优化处理工艺的视角入手，分析介绍了煤焦油加氢的原理及工艺，阐述了加氢技术现状及实施整改措施的必要性，最后提出了加氢改质工艺的应用意义，旨在为煤化工企业提供一丝参考和帮助，以期获取更多的经济和社会效益。

关键词：中低温煤焦油;加氢技术;改质工艺

在我国能源结构当中，煤炭占据了主要形式。而且一直以来利用方式相对简单，工艺较为落后，多以直接燃烧为主，加工深度明显不足，对环境也造成了极为严重的污染。近年来，随着国家倡导节能减排政策的深入，在煤焦油产量不断增加的背景下，需要进一步提高其使用价值。为此对煤焦油进行加氢改质成为了研究的重点课题。改质工艺不仅能够生产出环境友好型清洁燃料，例如汽、柴油等产品，还可以满足当今的市场需要，减少对环境的污染和危害，降低能源浪费的现象，具有鲜明的现实意义和环保效益。

1 煤焦油加氢的原理

煤焦油为硫、氮、及多环芳烃、烯烃等不饱和烃化合混合物，作为煤化工液体副产品之一，其来源为煤炭热解、气化或干馏后的产物。由于其结构组成十分复杂多变，为此杂质含量不稳定且安定性较差，将其直接作为燃料使用是不可能的。而通过加氢改质实践，借助温度、压力和催化剂，能够将不饱和的烃化物饱和，同时排出硫、氮等杂质，可以实现净化提纯的优质燃料油的目标。

2 煤焦油加氫技术进展介绍

2.1 加氢精制工艺

煤焦油加氢技术的应用范围相对广阔，其中煤焦油中的芳香烃、饱和烃、金属、氧、氮、硫都可以作为生产原料，但是直接加氢利用，会导致原料利用率低，不符合标准。为此需要采用加氢精制工艺，使煤焦油经过预处理之后，送混合氢气原料，通过加热加氢反应以及冷却过程，使得气体和液体在分离器中分离，最后得到相应的重油和轻油。

2.2 加氢裂化工艺

加氢裂化工艺的优点在于提高了轻质油收率，资源的利用效率得到有效的提升。与传统加氢工艺相比，裂化工艺的操作过程更加复杂，而且加氢工艺得到优化，可以将沥青质重油和煤焦油转化为轻质馏分。

2.3 非均相悬浮床加氢工艺

该工艺最初由中国煤炭科学研究总院煤炭研究所率先提出，其原理是加入了多相催化剂加氢处理方法，在煤焦油悬浮床加氢过程中，工艺温度要低于370℃，确保部分催化剂和重质部分保持活性，接下来使用硫化剂，对剩余煤焦油和催化油浆进行增压，最后通过加氢裂化反应和加氢反应器排出的相应化合物。

2.4 液相裂化加氢工艺

该技术为液体热解加氢工艺，主要是优化和完善了催化剂，进而开发出高压液相加氢技术，在设定好的催化剂、压力和温度条件下，主要原料选取了重质煤焦油重质馏分，在液相裂化加氢工艺的保障下，柴油、汽油、煤焦油热解过程将会持续完成。

3 中低温煤焦油加氢改质展望

煤焦油本身具有难闻的刺激性臭味，对于人们的身体健康和周围环境影响极大。通过采取蒸馏以及加氢改质处理，煤焦油中带有刺激性气味的物质能够深度开发和利用，尤其是在耐高温材料、农医药和塑料胶等领域已经取得了不俗的成果。随着我国化工科研人员对加氢技术研究的深入，改质工艺已经取得了重大的突破和进展，但是其中存在的问题依然不容忽视，还需要不断对其完善和修改。一方面，还需要继续加大研究部署和力度，不断开辟新的思路和发展道路，例如向新型清洁利用方向转变和升级。另一方面，完善煤焦油的加氢技术，选择适当合理的参考技术指标。此外拓展原料的来源，确保为新型材料的开发提供源源不断的支撑保障。

4 研究中低温煤焦油加氢改质工艺的现实意义

在中低温煤焦油加工过程中，加氢效果与液体体积空速、氢油体积比、反应压力、反应温度息息相关，为了取得预期目标和效益，需要采取最佳的工艺条件和反应压力，使得尾油馏分、混合重芳烃、混合轻芳烃可以作为优质的原料。在加氢裂化和催化裂化反应中，所得到溶剂油加氢尾油能够全效利用，为此研究加氢改质工艺不仅对于煤化企业提高生产质量具有战略意义，同时还是提升煤焦油生产效率的基础保障。具体意义表现如下：加氢裂化催化剂以及加氢精制催化剂在改质处理条件下，能够去除金属、氮、硫等不需要杂质，对于改善了产品的性质功不可没。此外，在特定反应温度、压力条件下，中低温煤焦油加氢改质工艺可以得到进一步的完善，同时产物中硫和氮含量很低，能够为后续的加氢裂化和催化裂化提供优质原料。最后，加氢改质转化后，有害环境的物质得到全方位的控制，既收获了高附加值的燃料，又带来了环保效益、社会效益和经济效益。

总之，煤化企业应该加强对中低温煤焦油加氢改质工艺的创新研发。通过加氢改质，既能够提高煤焦油的利用率，又可以降低对环境的危害。面对严峻的环境污染形势，更应该加强对其的研究和改进，不断创新和完善生产实践，为社会创造更多的清洁能源和产品，最终推动煤化企业经济效益和环境效益的同步提升。

参考文献：

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