任興密（中國神華煤化工有限公司鄂爾多斯分公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的研究進展

任興密（中國神華煤化工有限公司鄂爾多斯分公司， 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

現(xiàn)今，各國的相關(guān)學(xué)者針對于催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑已經(jīng)進行了大量的研究，并且相應(yīng)地取得了一定的研究成果。但是對于催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的研究進展卻沒有一個定性的分析，無法知道現(xiàn)今的相關(guān)研究進度以及相關(guān)先進技術(shù)，在一定程度上對于催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的研究也造成了一定的影響。因此，本文作者在查閱大量研究文獻后，采用逐步分析法針對催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的研究進展的問題進行了探討。

催化裂化油漿；煤；液化溶劑

通過研究發(fā)現(xiàn)，就我國現(xiàn)今的能源格局而言，對煤炭利用的新型技術(shù)進行開發(fā)，達到煤炭高效能的轉(zhuǎn)化過程，對于我國能源安全保障具有著十分重要的現(xiàn)實意義和實際戰(zhàn)略價值。煤直接液化生成油是煤炭清潔高效能轉(zhuǎn)化的標志性工藝技術(shù)，在煤炭清潔高效能轉(zhuǎn)化技術(shù)中占有著必不可少的重要地位。在整個煤化油的過程中，大量的溶劑循環(huán)受熱分解后會使溶劑本身的質(zhì)量變輕，嚴重影響到煤化油體系的整體穩(wěn)定性，產(chǎn)生“液固分離”的現(xiàn)象，沒有辦法保證其內(nèi)部進行均勻反應(yīng)，并且，柴油餾分逐漸降低，對煤化油整個過程的經(jīng)濟性以及安全性造成了不良影響。

1 催化裂化（FCC）油漿概述

在化學(xué)上，催化裂化油漿通常被稱之為劣質(zhì)重油，假如直接將其采用制成催化裂化劑，催化裂化油漿的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)在加工的過程中會加大操作加工的難度，對產(chǎn)品本身的性質(zhì)造成不良的影響。飽和烴在催化裂化油漿中占的比例大概為五分之二到五分之三之間，芳烴和稠環(huán)芳烴占的比例為五分之二的催化裂化油漿，但是含有三四環(huán)芳烴的量相對來說較高，特別是四環(huán)以上的芳烴，擁有著少量的且短的側(cè)鏈，進行進一步的分離后能夠制成更為優(yōu)質(zhì)的化工產(chǎn)品。在催化裂化油漿中，擁有著一些固體的催化劑的粉末，這些粉末的存在于油漿當中，對于有效利用進行制約，令大量的油漿沒有發(fā)揮其主要的作用，僅僅只能夠成為燃料油的調(diào)和組分［1］?，F(xiàn)今，在進行油漿中催化劑粉末分離的主要方法有以下七種：

第一種方法，進行自然沉降，將催化劑粉末通過長時間的沉降分離出來。

第二種方法，添加一些其他物質(zhì)，使其能夠和這些催化劑粉末形成絮狀物，然后通過沉降法［2］進行沉降。

第三種方法，靜電分離法，通過電化學(xué)的方法將催化劑粉末和催化劑分離開來。

第四種方法，采用過濾的分離方法，使用濾紙等過濾設(shè)備將這些固狀顆粒篩出來［3］。

第五種方法，使用的是離心分離的方法，由于催化劑粉末的本身重量與催化劑的其他元素之間存在著一定的差異，通過離心機將這些催化劑粉末抽離出來。

第六種方法，進行減壓蒸餾的方法，通過對催化劑加熱，將這些蒸餾過后殘余的粉末剔除。

第七種方法，進行溶劑抽提的方法，將多余的催化劑粉末抽提出來。

每一種分離方法都具有著最本質(zhì)的作用，那就是能夠具有對固體顆粒進行分離的能力。為了增強加工油漿的使用效率，就需要嚴格的根據(jù)實際的加工情況，對凈化工藝進行科學(xué)合理的選擇，而且還需要對凈化技術(shù)的操作條件進行進一步的完善［4］。

Mation等人在研究的過程中發(fā)現(xiàn)，一些氫化芳環(huán)將氫元素拋離出來供煤催化加氫液化的實際需要，對于氫元素缺少的部分氫化芳環(huán)在催化劑、以及氫氣的作用下又加氫，逐漸的轉(zhuǎn)化為氫化芳烴，有這樣的氫化芳烴的循環(huán)，才進一步地實現(xiàn)反應(yīng)中氫元素的有效傳遞，將活性氫濃度維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值上。Gelen等人通過實驗進行研究后發(fā)現(xiàn)，無催化劑時的大部分氫都是來自于溶劑，但存在著催化劑，大多數(shù)的氫來源于氣相氫。

現(xiàn)今的直接液化典型的工藝過程主要包括。①煤的破碎與干燥，使用相應(yīng)的破碎設(shè)備和干燥設(shè)備對原煤進行預(yù)處理。②煤漿制備，液化過程中，將煤、催化劑和循環(huán)油制成煤漿。③加氫液化，與制得的氫氣混合送入反應(yīng)器。在液化反應(yīng)器內(nèi)，煤首先發(fā)生熱解反應(yīng)，生成自由基“碎片”，不穩(wěn)定的自由基“碎片”再與氫在催化劑存在條件下結(jié)合，形成分子量比煤低得多的初級加氫產(chǎn)物。出反應(yīng)器的產(chǎn)物構(gòu)成十分復(fù)雜，包括氣、液、固三相。④固液分離，在加氫液化后得到的三相混合物進行分離，得到不同形式的產(chǎn)物。⑤氣體凈化，通過相應(yīng)的氣體凈化技術(shù)，將得到的氣、液、固三相物質(zhì)中的氣進行凈化處理，防止污染空氣。⑥液體產(chǎn)品分餾和精制，液相餾份油經(jīng)過進一步的加氫精制、加氫裂化和重整等加工后可以得到能夠使用的汽油、航空煤油以及柴油等產(chǎn)品。重質(zhì)的液固淤漿經(jīng)進一步分離得到重油和殘渣，重油作為循環(huán)溶劑配煤漿用。

以下為我國主要FCC油漿性能圖表：

檢測指標 大慶油漿 管道油漿 遼河油漿 任丘油漿 大港油漿密度（g·cm-3）殘?zhí)?飽和烴芳香烴膠質(zhì)瀝青質(zhì)1.016 5.5 31.1 64.8 4.1 1.029 9.5 32 52.2 15.8 1.001 5.3 37 57.7 5.3 1.018 3.2 30.6 57 12.4 1.054 6.8 26.9 63.6 9.5

張曉靜在進行煤炭直接液化溶劑的研究時，加工含渣油的原料，因焦炭產(chǎn)率高，再生器的熱量過剩，必須在再生器中設(shè)取熱設(shè)施以取走過剩的熱量。再生煙氣的溫度很高，不少催化裂化裝置設(shè)有煙氣能量回收系統(tǒng)，利用煙氣的熱能和壓力能（當設(shè)能量回收系統(tǒng)時，再生器的操作壓力應(yīng)較高些）做功，驅(qū)動主風(fēng)機以節(jié)約電能，甚至可對外輸出剩余電力。對一些不完全再生的裝置，再生煙氣中含有5%～10%（體積分數(shù)）的CO，可以設(shè)CO鍋爐使CO完全燃燒以回收能量。

2 催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的重要作用

所謂的催化裂化油漿實際上指的是一種相對來說較為劣質(zhì)的重油，其包含著稠環(huán)芳烴和飽和烴還有芳烴，并且具有較少和較短的側(cè)鏈，對這些重質(zhì)芳烴進行化工技術(shù)的分離過程后，能夠?qū)⒋呋鸦蜐{改制成高附加值的化工產(chǎn)品。一般來說，催化裂化油漿的密度越小，氫碳原子比就越高，殘?zhí)康停渲羞€具有著一些氮和硫以及鎳礬金屬化合物。將煤和低附加值催化裂化油漿共液化，制造高附加值的化工產(chǎn)品，對于煤直接液化循環(huán)溶劑性能的改善，以及增強煤直接液化的反應(yīng)速度，大幅度的提高高附加值柴油產(chǎn)量具有十分重要的作用。

3 催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的發(fā)展前景

由于我國的人口基數(shù)大、生產(chǎn)需求較高，使得我國對能源的耗費量也是越來越大，這就間接或者直接的影響到了國民經(jīng)濟的增長。所以，催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑主要追求人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，共同進步，將環(huán)保理念和技術(shù)與化學(xué)、自然科學(xué)還有機械學(xué)相結(jié)合，營造有利于發(fā)展的新型綠色催化裂化（FCC）油漿類型，更好的用降低污染的方式來保護自然，使生態(tài)平衡系統(tǒng)更加完善，用科學(xué)的理論方法打造出優(yōu)良的自然環(huán)境，進而推動化學(xué)實驗的人性化思考，使得催化裂化（FCC）油漿的研制生產(chǎn)與使用過程中能夠減少對環(huán)境的影響

4 結(jié)語

通過研究發(fā)現(xiàn)，盡管國內(nèi)外進行了大量的催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的研究，但是在研究過程當中還存在一些問題，比如并沒有對分離催化劑粉末技術(shù)進行科學(xué)系統(tǒng)地比較，沒有找到一個最為有效的分離方法。其次，在研制催化裂化油漿的時候，沒有考慮到其對環(huán)境的影響作用，沒有徹底地遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。所以，在未來的研究過程當中，相信會有大量的研究人員針對這兩方面展開研究，并采取相應(yīng)措施對這兩方面的問題進行解決，進而推動催化裂化（FCC）油漿作煤直接液化溶劑的研究進程，為化工領(lǐng)域的發(fā)展以及國民經(jīng)濟的提高帶來良好的前景。

［1］黃風(fēng)林，郭亞冰，范崢，倪炳華.催化裂化（催化裂化）油漿作煤直接液化溶劑的研究進展［J］.化工進展，2014，04:866-872.

［2］李群.催化裂化油漿的性質(zhì)及其與煤共液化的研究進展［J］.潔凈煤技術(shù)，2010，02:30-32.

［3］李鋒林，韓忠祥，孫昱東.催化裂化油漿的綜合利用［J］.山東化工，2011，09:6-9+23.

［4］張兆前，李正，朱根權(quán)，謝朝鋼.催化裂化油漿利用的技術(shù)進展［J］.化工進展，2012，11:1559-1563.