油品加氢精致的工艺条件分析

朱磊

摘 要：油品加氢精制，又被称为氢处理，是用来将油品中所含的硫、氧等有害物质通过精制的方式除去。使油品中的成分饱和，改善油品原有质量。煤焦油是煤在高温环境下衍生的副产品，在液化过程中会产生大量刺激性气味，占据煤块本身4%的比例。随着其使用范围越来越广泛，需要适当减缓煤焦油的生产率，对煤焦油做相对应的处理。本文基于煤焦油，进行加氢精制处理，并对加氢工艺条件进行分析。

关键词：油;加氢精制;工艺条件

随着国内经济不断发展，对于环保领域更加注重，对环境保护提出更高要求。煤炭液化后会形成煤焦油，现在成为了煤炭领域进一步发展的重要话题。从目前煤焦油行业发展格局来看，国内的煤焦油行业还需要在原有基础上进行整合，对于煤焦油的工艺开发和应用显得尤为重要。未来的煤焦油行业会朝向集中化的方向发展，并采用新材料和新技术，使得其发展方向更完善。

1 煤液化概述

煤液化在煤炭行业中是用来制作产品的重要手段。随着市场竞争程度不断升级，合理利用煤炭资源，成为目前煤炭行业发展中追求的主要目标。煤炭液化有两种方式，第一种是利用压力和氢气催化，直接液化煤炭固体，将其转变成液体燃料;另外一种方法是使用不同的催化剂，促使煤炭转变成其他可燃气体，是一种间接液化的方式。煤炭直接液化时对于条件要求十分严苛，对于煤炭本身的质量也有极高的要求。通常煤液化技术是在400℃的高温环境下，采用150个大气压将煤炭转化成氫化液，这样产出的油品成分中含有大量的芳烃物质，S、N等物质则需要进一步加氢精制，才能得到与当前石油品质相同等级的成品。

1t含量的无水煤炭液化后才能得到一半的液化油产品。液化油可为航天等领域服务，用于制造航空燃料和汽油等。但是适合煤炭这种大吨位生产的液化工艺，直到今日也没有形成商业化模式，主要原因是对液化的原材料煤种质量要求极高，反应条件也十分苛刻，大型化设备生产难度相当困难，生产过程造成的成本费用也十分高昂，商业化无法承受如此巨大的成本消耗。

2 脱硫方法

油品加氢处理的主要目的是将其内部的一些有害物质去除，也就是脱硫，脱硫方法有如下几种。

2.1 加氢脱硫

加氢脱硫技术，无论是国内还是国外，都是使用最为广泛的一门技术，用于油品脱硫是特别好的处理方法，在处理油品内部有害物质的同时，还能提升油品本身的品质，是现阶段一种比较理想的处理方式。

2.2 吸附脱硫

吸附脱硫技术，是在脱硫过程中，利用吸附剂的功能吸附油品中的物质，实现有效的脱硫效果。像是分子筛、硅胶都是不错的吸附剂，可以选择性的吸附有害物质。现在在工业领域已经得到应用，与加氢脱硫方式相比较，吸附脱硫的对于操作环境接受能力更强，可在低压下进行操作，不会消耗过多的氢，并且吸附具有选择性，可以针对性的吸附复杂油品。

2.3 氧化脱硫

氧化脱硫技术依靠氧化剂实现脱硫工作，在氧化的过程中将O原子连接到硫化合物的S原子上，两种原子相遇转化为砜类化合物，增强易溶于溶剂的能力，再利用抽提的方法将油品中含有的砜类物质分离出去。

2.4 生物脱硫

生物脱硫技术，利用特殊菌种对S的高效化能力，改变不溶于水的S类化合物性质，使其变成水溶性的化合物，从而实现生物脱硫的目的。生物脱硫技术操作需要的温度低，成本少，不耗费氢，可以有效去除油品中的噻吩等杂物;但是也存在一些缺点，例如占地面积大，反应不好控制。目前也未能投入工业化领域使用，主要因为生物催化剂选择与设备的技术等方面处理不是十分完善。

2.5 萃取脱硫

萃取脱硫是利用溶剂去除油品中的物质，通常使用萃取脱硫技术能有效实现油品脱硫，再利用蒸馏将使用的溶剂与油品中的杂质分离。脱硫时使用的溶剂为碱液萃取剂。有化学公司开发新的工艺，通过配置混合溶剂来提升萃取脱硫时溶剂对油品的溶解度，但是配置混合溶剂十分不易，需要依靠光谱进行配置，这就给配置工作带来一定麻烦，同时也限制了其使用。

3 加氢精制工艺流程及特点

当前煤焦油成分中，含有高聚合物，这样无论加热温度再高，催化剂加入也不会发生加氢裂化反应，根据这种情况使用现有技术回避氢裂化现象。国内经常使用的加氢工艺技术都是馏分油加氢精制，将煤焦油原料中热量超出500℃的沥青材料拿掉，用小于500℃馏分油作为加氢处理的原料，来保障加氢工艺开展，整体的工艺过程如下。

3.1 煤焦油原料处理和蒸馏分离技术

为了更好的去除煤焦油内部的杂质，采用蒸馏的方式来处理煤焦油，设置温度为260℃、370℃、以及两个温度的中间值，一共设置三个分馏。在煤焦油温度低于260℃的时候，使用传统脱酚方法进行处理，通过这种方式能得到粗酚等物质，粗酚通过进一步的精馏分离操作，可以得到甲酚、苯酚等物质，还可以应用早化工产品研制实验中使用。

3.2 煤焦油重质馏进悬加氢裂化

进行煤焦油重质馏进悬加氢裂化，需要将煤焦油与硫化剂混合在一起，在80-200℃的温度条件下搅拌，这样搅拌可以得到催化剂油浆，通过不断的搅拌，得到的油浆浓度会增加，使用得到的催化剂油浆与煤焦油（这里指大于370℃的馏分油原料）、分馏得到的循环油混合在一起，经过混合后升温进入悬浮床进行加氢裂化反应。催化剂的加入量需要控制在一定比例范围内，反应器中的流出物经过高低温分离器，得到一种液固相对较高的混合物质以及富氢气体。液固混合物经过压塔分馏后，可以得到低于370℃的轻馏分油，塔底获得的是含有催化剂的重油。通常催化剂重油的大部分用于进行下一步的加氢轻质化反应;仅存的一部分通过蒸馏的方法将其固液分离[1]。得到的液态成分为加氢重馏分油，这种材料作为催化剂油浆，可以在悬浮床内实现进一步加氢轻质化反应。

3.3 轻质油的加工提取

通过上述方法提取轻质馏分油，通过悬浮床工艺得到轻油和重油，还可以将得到的脱酚油作为馏分油的原料，通过加工生产和化工原料将其区分开来。本加氢工艺特点是能将煤焦油中高于370℃的物体直接转换为加氢裂化过程的原材料，再借助悬浮床或者反应器可以直接进行加氢裂化反应操作，这样操作后生成的重质油会在反应器内不断的裂化，反复裂化后的目的是为了去除反应期间，产生的高分子聚合物以及失去作用的催化剂。

3.4 煤焦油加工技术优点

①采用悬浮床煤焦油加氢催化剂，对于大于370℃的重馏分油進行加氢裂化的产品反应，因为产品本身已经含有大量催化剂，进一步的反应测试，少量油在被清除催化剂的同时，在悬浮床反应器中得到进一步轻质化，这样使得重油和轻油得到了明显的区分。实现了煤焦油最大程度的原料利用率，生产出的催化剂和轻油可以反复使用，根据实验显示这种方法获得的油收率能高达94%;②使用煤焦油悬浮床加氢工艺是粉状颗粒的催化剂，在加氢裂化的过程中，粉状颗粒无法和煤焦油发生反应，还会悬浮在煤焦油的分子结构中，无法生成进一步的化学反应。导致大量的物质堆积在反应系统内部，使得系统无法维持正常运行，导致装置开工周期被延长[2];③传统的煤焦油脱酚方法，对于其原料中低于260℃的馏分进行处理，不但能得到酚类化合物，还使其增加了附加值。降低了后学煤焦油轻油杂加氢裂化过程中因本身酚含量过高，导致的悬浮床操作不稳定现象。

综上所述，对于煤焦油生产过程加以分析，并阐述了煤焦油加氢处理的工艺条件和方法，根据加氢精制实验进行研究，分析油品加氢处理的优缺点。就现阶段的油品品质提升方案，对于工程应用还相差甚远。后续研究工作中，应该在油品加氢处理方面展开更深层次的研究，可以从不同种类的催化剂、不同整流分离技术等。还可以对加氢后的油品品质进行分析和处理，从多方面入手研制加氢实际效果[3]。

参考文献：

[1]张永鑫，李令网.费托合成油品加氢精制的工艺条件及产品探析[J].化工管理，2020（03）：190.

[2]李贺，曾贤君，张利杰.制备助剂对体相加氢精制催化剂性能的影响[J].工业催化，2019，27（12）：64-70.

[3]永成，冯晴，孙彦民.煤焦油加氢制燃料油品[J].化工管理，2019（29）：194-195.