煤焦油加氢技术概述.doc

中低温煤焦油加氢技术摘要：中低温煤焦油加氢技术的应用对于提升煤焦油利用率具有重要作用，也是煤焦油成为化工行业重要组成的关键技术。

借助加氢技术将中低温煤焦油转化成优质汽油和柴油作为汽车能源，有效缓解了燃料资源压力。

本文将围绕着中低温煤焦油加氢技术展开论述，对中低温煤焦油进行简单概述，简单分析技术原理和目的，对常见技术类型和优劣做出简单分析，并结合实际情况探索技术优化策略，以期为化工生产实践提供一定思路，促进能源领域健康发展。

关键词：中低温煤焦油；加氢技术；化工生产引言煤焦油作为煤加工过程中的副产品，由于工艺差异分为不同类型，其中中低温煤焦油利用率相对较低。

我国煤焦油企业较为分散，再加上技术的影响，利用一直不够充分，粗放的利用方式未能充分发挥煤焦油的作用，简单地通过燃烧的方式利用中低温煤焦油还会造成严重的污染问题。

因此很有必要对中低温煤焦油加氢技术进行深入研究，以提升中低温煤焦油的利用效率，促进行业发展的同时，缓解能源压力和环境问题。

1中低温煤焦油概述在进行煤炭加工的过程中会产生副产品煤焦油，煤焦油的成分组成较为复杂，通常主要是碳、硫，氮，氢等化学物质以及酚类和芳香烃形成的混合物。

产生煤焦油的环境温度通常为在为500~600℃的范围内，属低温煤焦油；中温煤焦油的温度为700~900℃范围内，温度为900~1100℃的煤焦油属高温煤焦油，中低温煤焦油与高温煤焦油的性能及组成成分存在着很大的差别。

在这些化合物中，苯酚和苯类化合物的组成比例高达10%~30%，烷烃类化合物含量高达20%，并含有少量的焦油沥青。

中低温煤焦油的成分决定了其适宜于工业生产中的加氢转化，从而可以用于实际的化工产品和发动机燃料油。

所以对中低温煤焦油加氢技术进行深入的研究，对于满足市场需求以及对炼厂的发展有着非常重要的现实意义。

2中低温煤焦的加氢原理和目的中低温煤焦油经煤热解后所生成的液体物料，因其组分中存在大量的烯烃、不饱和烃等，这种特性使得该产品会存在光、氧化稳定性差的特性。

煤焦油加氢综述摘要：煤经历高温热解，产出大量燃料气体的同时副产煤焦油，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO 和N0 ，造成严重的环境污染．采用加氢工艺可以完成煤焦油脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、不饱和烃饱和、芳烃饱和等反应，从而改善其安定性，获得高品质的清洁燃料油，本文着重介绍常见的几种煤焦油加氢加工工艺关键词：煤焦油加氢加工工艺Abstract: coal experience high temperature pyrolysis, output amounts of fuel gas and byproduct coal tar, and coal tar direct combustion produces a large number of SO and N0, causing serious pollution of the environment. The hydrogenation process can be completed in coal tar desulfurization and nitrogen, deoxidization, take off metal, unsaturated hydrocarbons saturated, aromatic saturation and reaction, SO as to improve its stability, get high quality clean fuel oil, this paper introduces several common coal tar hydrogenation processing technologyKeywords: coal tar hydrogenation processing technology前言：煤是我国的主要化石能源，其主导地位在今后相当长的时间内不会发生根本的变化．【1】煤经历高温热解，产出大量燃料气体的同时副产煤焦油，我国是煤焦油大国，据统计2008年我国煤焦油产量已达1 080万t．【2】我国煤焦油的加工除约2／3通过蒸馏、结晶和精制等工艺提取萘、酚、蒽、苊、吲哚、联苯等化工产品外，其余均作为粗燃料替代重油直接烧掉，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO 和N0 ，造成严重的环境污染．【3】“研究表明，采用加氢工艺可以完成煤焦油脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、不饱和烃饱和、芳烃饱和等反应，从而改善其安定性，获得高品质的清洁燃料油．【4】一、煤焦油的来源和性质及前景1.1 煤焦油的来源和性质煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产物之一。

煤焦油加氢技术概述1.1煤焦油的主要化学反应煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程屮，发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯桂和芳桂加氢饱和以及加氢裂化等反应:①加氢脱硫反应②加氢脱氮反应③芳桂加氢反应④烯桂加氢反应⑤加氢裂化反应⑥加氢脱金属反应1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为：反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。

1.2. 1反应压力提高反应器压力和/或循环氢纯度，也是提高反应氢分压。

提高反应氢分压，不但有利于脱除煤焦油屮的S、N等杂原子及芳怪化合物加氢饱和，改善相关产品的质量，而且也可以减缓催化剂的结焦速率，延长催化剂的使用周期，降低催化剂的费用。

不过反应氢分压的提高，也会增加装置建设投资和操作费用。

1.2.2反应温度提高反应温度，会加快加氢反应速率和加氢裂化率。

过高的反应温度会降低芳桂加氢饱和深度，使稠环化合物缩合生焦，缩短催化剂的使用寿命。

1.2.3体积空速提高反应体积空速，会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。

对于新设计的装置，高体积空速，可降低装置的投资和购买催化剂的费用。

较低的反应体积空速，可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率，同时延长催化剂的使用周期，但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。

1.2.4氢油体积比氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据，描述的是加氢进料的需氢量相对大小。

煤焦油加氢比一般的石油类原料，要求有更高的氢油比。

原因是煤焦油组成是以芳怪为主，在反应过程屮需要消耗更多氢气；另外芳桂加氢饱和反应是一种强放热反应过程，需要有足够量的氢气将反应热从反应器屮带走，避免加氢装置“飞温” O 1.2.5煤焦油性质煤焦油的性质会影响加氢装置的操作。

氮含量氮化物主要集屮在芳环上，它的脱除是先芳环加氢饱和，后C-N化学键断裂，因此，原料中氮NH3也会降低含量的增加，对加氢催化剂活性有更高的要求，同时，反应生成的反应氢分压，影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。

煤焦油加氢工艺煤焦油加氢装置由原料预处理系统、加氢反应系统、高低压分离系统、压缩机系统、分馏系统和辅助系统组成。

原料预处理系统(延迟焦化)的主要目的是除去固体杂质、含盐水和沥青质，以维持反应正常运行，并得到合格产品。

加氢反应系统包括加氢精制和加氢裂化两部分。

加氢精制目的是油品轻质化及脱出硫、氮、氧和金属等杂质，加氢裂化目的是将未转化的重质尾油进一步裂化，以实现加氢油品完全转化的要求。

高低压分离系统包括加氢精制生成油的热高分、冷高分，加氢裂化生成油的热高分、冷高分，两套系统共用的热低分、冷低分，以及相应的换热、冷却和冷凝系统。

其目的是实现反应产物的液化及气液分离，并得到高纯度的循环氢气。

压缩机系统包括新氢压缩机和循环氢压缩机两部分。

辅助单元的作用主要是向系统中添加硫化剂和高压注水等。

煤焦油原料经过预处理后由加氢精制进料泵加压，经换热，与加氢精制循环氢混合后进入串联的多台加氢精制反应器。

反应器入口温度通过调整循环氢温度控制。

经过反应的高温反应产物送往高低压分离系统。

加氢精制反应产物分别与分馏塔底再沸油、减压塔进料、加氢精制反应进料和冷低分油换热，降温，进入精制热高分罐进行气液分离。

热高分罐的液体，减压后排入热低分罐，气体则经冷却后入精制冷高分罐再次进行气液分离。

冷高分罐的液体，减压后排入冷低分罐。

气体排出，与裂化冷高分的气体混合后去循环氢压缩机的循环氢入口缓冲罐。

加氢裂化反应产物分别与加氢裂化进料、循环氢、减压塔进料换热，降温，进入裂化热高分罐进行气液分离。

热高分罐的液体，减压后排入热低分罐，气体经冷却入裂化冷高分罐再次进行气液分离。

冷高分罐的液体，减压后排入冷低分罐，气体排出通过与精制冷高分的气体混合后去循环氢压缩机的循环氢入口缓冲罐。

热低分罐的气体和液体，分别送往稳定塔。

热低分气直接送入稳定塔的下部，混合后的热低分油和冷低分油送入稳定塔的上部。

塔顶气体排入燃料气系统，脱除轻组分的稳定塔底部液体进入分馏塔进行汽油馏分、柴油馏分和未转化油的分离汽油馏分由分馏塔的顶部抽出，柴油馏分由分馏塔的中部侧线抽出，而未转化油则由分馏塔的底部排出作为加氢裂化反应段的原料送至加氢裂化反应器。

煤焦油制燃料油（加氢转化裂化）基本原理煤焦油加氢催化转化技术就是采用加氢处理技术将煤焦油所含的S、N等杂原子脱除，并将其中的烯烃和芳烃类化合物进行饱和，生产质量优良的石脑油馏分和柴油馏分。

一般煤焦油加氢后生产的石脑油S、N含量均低于50ppm，芳潜含量均高于80%；生产的柴油馏分S含量低于50ppm，N含量均低于500ppm，十六烷值均高于35，凝点均低于-35℃～-50℃，是优质的清洁柴油调和组分。

1.煤焦油加氢技术概述1.1煤焦油的主要化学反应煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程中，发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应：①加氢脱硫反应；②加氢脱氮反应；③芳烃加氢反应；④烯烃加氢反应；⑤加氢裂化反应；⑥加氢脱金属反应。

1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为：反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。

1.2.1反应压力提高反应器压力或循环氢纯度，也是提高反应氢分压。

提高反应氢分压，不但有利于脱除煤焦油中的S、N等杂原子及芳烃化合物加氢饱和，改善相关产品的质量，而且也可以减缓催化剂的结焦速率，延长催化剂的使用周期，降低催化剂的费用。

不过反应氢分压的提高，也会增加装置建设投资和操作费用。

1.2.2反应温度提高反应温度，会加快加氢反应速率和加氢裂化率。

过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度，使稠环化合物缩合生焦，缩短催化剂的使用寿命。

1.2.3体积空速提高反应体积空速，会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。

对于新设计的装置，高体积空速，可降低装置的投资和购买催化剂的费用。

较低的反应体积空速，可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率，同时延长催化剂的使用周期，但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。

1.2.4氢油体积比氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据，描述的是加氢进料的需氢量相对大小。

煤焦油深加工加氢工艺姚明明化学化工学院学院应用化学专业2012级指导教师：高和军摘要：煤焦油是煤在高温干馏和气化过程中的副产品，由于其在煤液化过程中总是产生大量的刺激性气味、生成副产品属于黑色或黑褐色粘稠状液体,占据在整个炼焦干煤的3%-4%，化合物主要是由O、N、S组成。

煤焦油属于煤炭化的副产品.我国煤焦油的加工除约2/3通过蒸馏、结晶和精制等工艺提取萘、酚、蒽、苊、吲哚、联苯等化工产品外，其余均作为粗燃料代替重油直接烧掉，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO和NO，造成严重的环境污染。

煤焦油的产量随着我国煤炭化工产业的发展而急剧增长，若进行直接填埋处理会造成资源的极大浪费，也会对生态环境造成严重的危害。

在对煤焦油的开发利用过程中，出现了中低温煤焦油加氢技术，能将煤焦油转化成洁净的燃料以解决煤焦油回收利用问题并能为缓解能源危机做出巨大贡献。

关键词：煤焦油；预处理；加氢裂化Deep processing of coal tar hydrogenation processMingming YaoApplied Chemistry Educatian,College of Chemistry and Chemical EngineeringGrade 2012 Instructor: Hejun GaoAbstract:Coal tar is a byproduct of coal gasification and high-temperature carbonization process, since it is always a large amount of the odor in the coal liquefaction process, byproducts generated belongs to a black or dark brown viscous liquid, occupying the entire dry coking coal 3 % to 4%, compound mainly by O, N, S components. Coal tar by-product of coal belonging. Processing of coal tar extract in addition to about 2/3 of naphthalene, phenol, anthracene, acenaphthylene, indole, biphenyl and other chemical products through distillation, crystallization and refining and other processes, the rest are used as raw fuel burned directly instead of heavy oil, and coal direct burning tar will produce large amounts of SO and NO, causing seriousenvironmental pollution. with the development of China's coal chemical industry and the rapid growth of production of coal tar, if direct landfill disposal will result in a great waste of resources, will the ecological environment causing serious harm. In the development and utilization of coal tar, the emergence of low temperature coal tar hydrogenation technology, coal tar can be converted into clean fuel in order to solve the problem of coal tar recycling and energy to make a significant contribution to alleviate the energy crisis.Key words：coal tar; pretreatment; hydrocracking目录摘要 (1)Abstract (1)绪论 (2)1 煤焦油 (3)1.1煤焦油性质 (3)1.2沥青性质 (3)2 加氢裂化工艺 (3)2.1加氢裂化开车方案 (3)2.2加氢裂化定义 (4)2.3管道吹扫方法 (4)2.4管道吹扫气源 (4)3 预处理工艺 (5)3.1预处理工艺流程 (5)3.2预处理开工油流程 (6)4 设备投用 (7)4.1离心泵 (7)4.2加热炉 (8)4.3减压塔 (8)4.4预处理工段紧急停工简要步骤 (9)参考文献 (10)致谢 (11)绪论我国作为一个煤炭大国，社会经济活动开展的主要能源就是煤炭，在我国漫长的煤炭利用史上，煤炭的利用方式一直较为粗放，煤炭在热解和气化过程中产生的煤焦油一直都没有得到很好的利用，在强调经济可持续发展的今天，煤焦油的高效清洁利用成为能源领域关注的重要问题[1]。

甘肃科技Gansu Science and Technology第37卷第2期2021年1月Vol.37 N5.2b:. 2021煤焦油加氢工艺概述郑发元（甘肃钢铁职业技术学院，甘肃嘉峪关735100）摘要：随着我国经济的高速发展，发展新型煤化工产业对丰富我国能源结构具有重要的意义$文章就煤焦油加氢工艺流程做一简单的概述，从最初的煤焦油预处理及煤焦油的液相加氢除去杂质，再通过加氢精制及加氢裂化，改善煤焦油质量，从而生产出合格的燃料油$关键词：煤焦油；加氢；精制；裂化中图分类号:TQ552.63在国家能源发展规划中，指出“着力提高清洁低 碳化石能源和非化石能源比重， 煤高清洁利用，科学实施传统能源替代，加优化能源生产 结构”,而煤化工 煤 要原料生产化工产品的行业，大力发展煤化工，以工业强国为举 措，技术技能型$新型煤化工是我国未来能源的发展方向，新型煤化工是指煤制烯桂、煤制天 然气、煤制油、煤制 煤制 。

煤焦油加工工业 随着传统的 焦工业发展而发展 的。

煤焦油传统加工理、单组分产 ，从煤焦油中 油、油、蔥油、工业蔡、粗酚及质沥青等产品$随着 对环的要高， 在 重发展的， 的 而 $ 煤焦油 煤 在干僧过程中所得到的一种液体副产物,2018年煤焦油产量为1806万t ,其中中低温煤 油年产量已超过500万t $煤焦油加氢技术是一个新的探索，是开发新型 煤焦油 技术 的 要 ； 产业，提高 源利用率， 染， 高附加值产$我国的车用燃料未来市场有很缺口，煤焦油 加氢制取燃料油将是煤焦油加工 的一条新途径,对能源可持续发展也具有重要战略意义叫本文 结合煤焦油的发展，就煤焦油加氢的具体工艺简单 论述。

1原料预处理单元预处理部分采用了高速离心分离（卧螺离心机）技术、萃取沉降 技术、膜强化传质技术$萃混合油温度进入膜脱盐设施$在膜脱盐设施中注入除盐水，脱除油中盐类化合$除盐水中加入一定量 的脱金属剂，然后与混合油从膜脱盐设施的上并 流而下，流入底部的卧式沉降罐，在沉降罐中进行三 相分离，上部为净化煤焦油，中部出含油、含酚污水， 底部出萃取重油。

悬浮床煤焦油加氢制燃料油技术介绍BRICC煤焦油加工技术是煤炭科学研究总院煤化工研究分院自行研发的专有技术（包括两项专利技术：一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢方法，专利申请号201010217358.1；一种复合型煤焦油加氢催化剂及其制备方法，专利申请号201010217361.3）是一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床（或鼓泡床或浆态床）加氢工艺方法，包括煤焦油原料预处理及蒸馏分离、煤焦油重质馏分悬浮床加氢裂化和轻质馏分油常规提质加工过程。

其中悬浮床或鼓泡床或浆态床加氢反应温度320～480℃，反应压力8～19MPa，体积空速0.3～3.0 h-1，氢油体积比500～2000，催化剂为自主研发的复合多金属活性组分的粉状颗粒煤焦油悬浮床（或鼓泡床或浆态床）加氢催化剂，其中高活性组分金属与低活性组分金属的质量比为1:1000至1:10，加入量为活性组分金属量与煤焦油原料质量比为0.1:100至4:100，加氢反应产物分出轻质油后的含有催化剂的尾油大部分直接循环至悬浮床（或鼓泡床或浆态床）反应器，少部分尾油进行脱除催化剂处理后再循环至悬浮床或鼓泡床反应器，进一步轻质化，重油全部或最大量循环，实现了煤焦油最大量生产轻质油和催化剂循环利用的目的，大大提高原料和催化剂的利用效率。

1.工艺流程及特点由于煤焦油中大分子沥青属于高聚合度的芳烃，不容易发生加氢裂化反应。

对此，目前现有的技术中回避了大分子沥青进行加氢裂化反应的问题，国内大多关于煤焦油加氢工艺的技术都是涉及煤焦油分馏后的馏分油，采用石油加工领域广泛使用的常规的馏分油加氢精制或加氢精制—加氢裂化工艺生产石脑油和柴油产品的工艺过程，采用的工艺流程是：把煤焦油原料中大于500℃的重沥青甚至把大于370℃的重油先切割掉，仅用小于500℃的馏分油或小于370℃馏分油作为加氢裂化或加氢精制的原料。

且大都采用固定床加氢技术，BRICC煤焦油加氢工艺过程为：①煤焦油原料的预处理和蒸馏分离将煤焦油原料进行常规脱水和脱除机械杂质；将预处理后的煤焦油采用蒸馏的方法分离为小于260℃、260～370℃和大于370℃三个馏分，对煤焦油小于260℃馏分采用传统煤焦油脱酚方法进行脱酚处理，获得脱酚油和粗酚，粗酚可进一步精馏精制、精馏分离获得酚类化合物如苯酚、甲酚、二甲酚等；②煤焦油重质馏分悬浮床或鼓泡床加氢裂化首先将脱除了催化剂的循环油和/或煤焦油大于370℃重馏分油的一小部分与催化剂粒度小于100μm的粉状颗粒复合型悬浮床或鼓泡床加氢催化剂（其中高活性组分金属与低活性组分金属的质量比为1:1000至1:10）及硫化剂一起在80℃～200℃的搅拌条件下充分混合均匀制得催化剂油浆，控制催化剂油浆的固体浓度在20～45%范围。