龍亞鋒 郝金彥（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

中溫煤焦油加氫裂化技術(shù)研究

龍亞鋒 郝金彥（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

隨著石油資源短缺問題的日益加劇，要求做好新能源開發(fā)工作。通過近年來大多實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，我國在煤焦油產(chǎn)量上較多，其完全可通過相應(yīng)的加工處理技術(shù)被制備成輕質(zhì)燃料油，有利于能源危機(jī)的緩解。本文將從中溫煤焦油角度出發(fā)，對煤焦油加氫的相關(guān)概述、中溫煤焦油加氫裂化技術(shù)應(yīng)用以及中溫煤焦油加氫裂化技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行探析。

中溫煤焦油；加氫裂化技術(shù)；發(fā)展趨勢

作為煤焦油加工處理的重要手段，煤焦油加氫工藝實(shí)際應(yīng)用中在脫酚加氫、中間餾分加氫以及輕餾分加氫等各方面都可起到明顯效果。然而這些工藝運(yùn)用下，都有共性問題存在，即無法在煤焦油資源利用下，實(shí)現(xiàn)燃料油生產(chǎn)的目標(biāo)。這就要求實(shí)際加工中，引入加氫裂化技術(shù)，有利于燃料油制備效率的提升。因此，本文對加氫裂化技術(shù)在中溫煤焦油中的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

1 煤焦油加氫相關(guān)概述

關(guān)于煤焦油，其主要指在熱解、氣化與干餾作用下煤炭所形成的液體產(chǎn)品，其中有多環(huán)芳烴、烯烴以及其他氮化合物成分的存在，具有產(chǎn)品安定性差、膠質(zhì)含量高以及酸度高等特點(diǎn)，很難直接被用于優(yōu)質(zhì)原油。而在此基礎(chǔ)上提出的加氫工藝，可通過壓力、溫度的調(diào)節(jié)以及催化劑的運(yùn)用，使煤焦油在脫氮反應(yīng)、脫硫與芳烴飽和等過程中得以處理，使處理后的燃料油可滿足優(yōu)質(zhì)燃料油標(biāo)準(zhǔn)。其中涉及的反應(yīng)主要表現(xiàn)在加氫飽和、加氫脫金屬、加氫脫氧以及加氫脫硫等方面。這些反應(yīng)處理后，其中的組分可被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的烴類、金屬硫化物以及硫化氫等，在此基礎(chǔ)上通過后續(xù)工藝處理，使最終的燃料達(dá)到環(huán)境友好型標(biāo)準(zhǔn)［1］。

2 中溫煤焦油加氫裂化技術(shù)應(yīng)用分析

煤焦油加氫工藝應(yīng)用中，若以煤焦油原料為依據(jù)，主要表現(xiàn)在高溫、中溫以及低溫煤焦油加氫等方面，而以加氫改質(zhì)方式為依據(jù)，又可細(xì)化為液相裂解、非均相懸浮床、加氫精制裂化以及加氫精制等工藝。本文在研究中主要從中溫煤焦油加氫裂化工藝角度進(jìn)行研究。該工藝運(yùn)用下在原料方面主要為全餾分煤焦油，在加氫精制的基礎(chǔ)上進(jìn)行裂化，此時瀝青、重油等可在反應(yīng)中形成輕餾分油，輕油收率極高。從加氫裂化技術(shù)優(yōu)勢看，主要表現(xiàn)在煤焦油資源利用率較高、輕油收率高，假若為柴油產(chǎn)品，其可超出40以上十六烷值。但應(yīng)用過程中由于需將加氫裂化段增設(shè)其中，整個工藝流程極為復(fù)雜。

以某公司加氫裂化技術(shù)應(yīng)用為例，其在生產(chǎn)中對于原料部分以煤焦油為主，生產(chǎn)的產(chǎn)品為柴油、汽油。整個工藝實(shí)現(xiàn)的流程主要表現(xiàn)為：原料油從緩沖罐中向加氫進(jìn)料泵中輸送，通過增壓作用使原料油與混合氫發(fā)生反應(yīng)，此時進(jìn)料換熱器會對反應(yīng)流出物進(jìn)行處理，向加氫精制反應(yīng)器中輸送，物料經(jīng)過換熱處理后由裂化段處理，這樣得到的反應(yīng)生成物僅需通過穩(wěn)定塔處理，便可達(dá)到三相分離的要求。最后利用重沸爐對塔底流出物進(jìn)行加熱處理，并向分餾塔中輸送，完成尾油、重芳烴以及輕芳烴等生產(chǎn)過程。從該工藝優(yōu)勢看，主要表現(xiàn)為生產(chǎn)過程清潔、工藝流程簡單以及產(chǎn)品質(zhì)量高等方面，但要求在生產(chǎn)過程中投入較多的成本。

再以另外一個企業(yè)為例，在煤焦油加工中主要考慮通過二次加氫、尾油裂化等方式，在此基礎(chǔ)上分離生成油，使燃料油被制成。從整個工藝系統(tǒng)的構(gòu)成看，集中表現(xiàn)在分餾塔、分離器、加氫裂化反應(yīng)器、分餾塔、加氫反應(yīng)器以及預(yù)加氫反應(yīng)器等方面。具體實(shí)現(xiàn)中，首先對氫氣、原料油進(jìn)行混合，通過加熱升溫，被送到預(yù)加氫反應(yīng)器中，該設(shè)備在作用上表現(xiàn)為對金屬化合物、硫、氧與氮等采取加氫轉(zhuǎn)化，達(dá)到脫除、轉(zhuǎn)化的目標(biāo)。完成預(yù)加氫處理后，由加氫反應(yīng)器對初產(chǎn)物進(jìn)行處理，并在分離器作用下使其以生成油、氫氣的形式存在，此時分餾塔會對生成油采取處理措施，在塔底、塔頂分別有尾油、產(chǎn)品油的生成。其中尾油會繼續(xù)在裂化反應(yīng)器中通過加氫反應(yīng)，使柴油餾分、石腦油以及液化氣被產(chǎn)出。通過這種方式，可達(dá)到93%的煤焦油轉(zhuǎn)化率［2］。

3 中溫煤焦油加氫裂化技術(shù)發(fā)展趨勢研究

中溫煤焦油加氫裂化技術(shù)的應(yīng)用，本身具有較多優(yōu)勢，如煤焦油利用率較高、無需將石油或輕烴摻雜其中、轉(zhuǎn)化率較高且產(chǎn)品性質(zhì)較好等。但需注意未來發(fā)展中仍有較多問題需不斷突破，如在清潔利用技術(shù)方面，可將加氫改質(zhì)、加氫裂化以及加氫精制等進(jìn)行組合。再如催化劑的應(yīng)用，可開發(fā)專用改質(zhì)、裂化以及精制催化劑。此外，在加氫工藝應(yīng)用中，也需對其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確保燃料油收率得到提高，使加氫工藝引入下帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益［3］。

4 結(jié)語

加氫裂化技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)行中溫煤焦油加工處理中的重要技術(shù)手段。實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)中，應(yīng)正確認(rèn)識加氫工藝的基本原理，做好加氫裂化工藝系統(tǒng)的設(shè)計，使整個煤焦油生產(chǎn)流程得以優(yōu)化。同時在未來發(fā)展中，需注意在工藝參數(shù)、催化劑應(yīng)用等方面不斷進(jìn)行優(yōu)化，以此推動加工產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

［1］張世萬，徐東升，周霞萍，尹思聰，張丕祥.煤焦油加氫裂化反應(yīng)及其催化劑的研究［J］.現(xiàn)代化工，2011，11：73-77.

［2］孫晉蒙，劉鑫，李冬，崔樓偉，李學(xué)坤，孫智慧，李穩(wěn)宏.中溫煤焦油加氫裂化集總動力學(xué)研究［J］.石油學(xué)報（石油加工），2014，02：291-297.

［3］代飛，高明杰，李春山，項曙光.煤焦油加氫裂化集總動力學(xué)模型的研究［J］.計算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2012，04：387-390.

龍亞鋒，男，漢族，陜西省橫山人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：化工工藝。