煤焦油通过加氢得到轻质化柴油和石脑油,使煤焦油转化为清洁燃料油品的重要性

煤焦油通过加氢得到轻质化柴油和石脑油

其实煤焦油是我国炼焦、煤制天然气等新型煤化工的副产物,随着煤焦油产量的增加,煤焦油加氢技术迅速发展,一定程度上缓解我国能源日益增长的需求。煤焦油加氢技术主要为加氢工艺和催化剂的研究开发,可分为低温煤焦油加氢技术、中温煤焦油加氢技术、高温煤焦油加氢技术。全馏分油加氢工艺有效地解决了高沸点重油与沥青质转变为轻质油的难题,且产品油收率高,适合规模化生产,但是仍然存在氢耗高、反应空速小、催化剂易结焦,更适合加工沥青质较低的轻质煤焦油。

煤焦油通过加氢得到轻质化柴油和石脑油

  煤焦油是煤炭加工-煤焦化和煤气化过程的副产品,是一种组成及其复杂的混合物,可以采用分离的手段获得苯、甲苯、二甲苯,及萘、蒽、苊、芘等化学物品及沥青产品。以煤焦油为原料,采用加氢工艺,可以加工生成柴油、石脑油等产品,该工艺已经在工业装置上成功应用。煤焦油加氢过程一般包括加氢精制过程和加氢改制过程,其中加氢精制主要去除原料中的硫、氮、氧、金属等杂原子和杂质,以及饱和烯烃和芳烃,加氢改制提高产品质量。我国开发的煤焦油轻馏分油加氢精制技术,是以煤焦油中的轻馏分油(< 370℃)为原料,通过固定床加氢,得到石脑油和轻柴油产品。

目前煤焦油深加工技术有三个工艺路线可供选择,原料首先进入预处理设备,预处理过程主要发生加氢脱硫、加氢脱氨、加氢脱氧等化学反应。脱除原料中的杂质后进入反应系统。反应分两部分进行,首先对煤焦油进行加氢精制,主要进行烯烃加氢饱和反应和芳烃加氢饱和反应。加氢裂化主要进行裂化反应,将大分子物质裂化成较小分子的柴油、石脑油等产品。反应生成的混合物进入高低压分离设备进行气液分离,液体部分进入分馏设备,通过分馏将柴油与石脑油等产品分离,柴油作为产品出装置,石脑油产品进入吸收稳定分理处部分液化气,作为产品出装置。该技术的主要操作条件:加氢精制反应器 260-380℃,加氢裂化反应器 340-430℃,氢油比 900-1300.操作压力 15-20MPa。

由于原料中杂质较多容易使催化剂失活甚至堵塞催化剂床层,杂质中的氮加氢后生成氨也易降低催化剂活动,所以保护催化剂活性及装置长周期稳定运转是煤焦油加氢裂化工艺的关键。在保护加氢精制段催化剂活性方面,国内普遍采用多种催化剂级配的方法。

使煤焦油转化为清洁燃料油品的重要性

“富煤、贫油、少气”的能源赋存特征以及确保国家能源战略安全的基本需求,决定了我国以煤为主的能源结构在未来很长一个时期内不会改变⋯。随着全球能源革命进程稳定快速推进以及国内治理雾霾力度的进一步加大,加快了煤炭由燃料向原料转变的进程,进一步推进煤炭深度转化是解决我国能源结构赋存特征与能源需求方式矛盾的必由之路。

使煤焦油转化为清洁燃料油品的重要性

  为使煤焦油中的有效组分全部转化为清洁燃料油品,陕煤化神木富油科技公司率先采用全馏分加氢工艺并实现工业化生产。

该工艺首先需要对原料焦油进行严格的前处理,即通过脱水,电脱盐和过滤等有效单元组合,特别是常温下煤焦油的黏度较大,采用加热的同时引入自身产生的加氢尾油作为稀释剂,经过严格前处理后的煤焦油不经过蒸馏直接进入加氢工段。加氢的操作压力为14 MPa,反应温度230~395℃,体积空速0.28 h~有效的解决了煤焦油中胶质和沥青质难以转化的难题。

全馏分油加氢工艺有效的解决了高沸点重油与沥青质转变为轻质油的难题,且产品油收率高,适合规模化生产,但是仍然存在氢耗高、反应空速小、催化剂易结焦,更适合加工沥青质较低的轻质煤焦油。

煤制油示范项目的工程设计多采用传统煤化工的设计理念、方法和规范,对现代石油化工设计的借鉴不够,也未能针对煤炭深加工特点形成新的设计理论和体系。在技术装备方面,还未实现定型化、标准化、系列化,国内气化技术流派众多,但市场认可度高的品牌少,在特殊材料、阀门、大型转动设备的设计和制造方面与国际先进水平仍有差距,部分装备、材料仍依赖进口。

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