煤焦油加氢研究报告

中低温煤焦油加氢工艺技术研究

摘 要：在炼焦和煤制天然气等新型煤化工工业生产过程中，会产生大量的煤焦油副产物。为了实现资源利用最大化，常常要对煤焦油进行进一步的加工利用。然而落后的煤焦油深加工技术往往会产生大量的污染物，会对环境造成一定的危害。本文所提到的煤焦油加氢制备燃料油等产物不仅能在一定程度上解决我国能源需求日益增长的问题，而且成熟的工艺对生态环境也是比较友好的。本文主要对中低温煤焦油的加氢工艺进行了相关介绍，比如其工艺历史和具体工艺原理及流程，也对中低温煤焦油加氢技术在我国的应用现状作了简要叙述。

关键词：煤焦油 加氢裂化 中低温

一、煤焦油加氢工艺历史

由于受产地和技术限制，煤焦油一直没能被合理的利用。长期以来，煤焦油的利用都以中低端产品为主，造成严重的资源浪费并会对环境造成一定的污染。但近年来，由于我国大型煤化工产业中固定床、流化床煤气化技术以及褐煤干馏技术的应用，使得中低温煤焦油的产量不断增加，这为中低温煤焦油的加工利用奠定了基础。

中低温煤焦油的成分主要有酚及其衍生物、烷状烃等，并且重油含量较少。中低温煤焦油的成分特点使其容易利用加氢技术制备燃料油和化工产品。中低温煤焦油加氢制备燃料油技术的起源可以追溯至30年代的德国，但当时仅限于实验室条件，并没有实际的利用价值，并且这项技术随着石油的大量发现及挖掘而被忽视。近年来，由于能源危机意识的加强以及煤气化工艺的飞速发展，对中低温煤焦油加氢技术的研究又逐渐发展起来并投入实际应用。

二、工艺原理及过程简介

煤焦油是煤炭在干馏、气化或热解过程中获得的液体产品之一，含有大量的烯烃、多环芳烃等不饱和烃以及硫、氮化合物，其酸度高、胶质含量高、产品安定性能（ 光安定性、储存安定性、氧化安定性） 差，无法作为优质燃油出厂。对煤焦油采用加氢改质工艺，在一定温度、压力及催化剂作用下，可完成脱硫、不饱和烃饱和、脱氮反应、芳烃饱和，达到改善其安定性、降低硫含量和芳烃含量的目的，最终获得石油和优质燃料油，其产品质量可以达到汽油、柴油调和油指标。煤焦油加氢处理过程中发生的反应主要有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属及不饱和烃如烯烃和芳烃的加氢饱和反应。

莱钢科技

第3

期（总第199

期）

煤焦油固定床催化加氢工艺实验研究

李志峰-宋英方S种振宇I

（1

技术中心;2

重庆钢铁股份有限公司）

摘 要：在实验室中研究分析了煤焦油固定床催化加氢工艺，研究确定了催化剂种类、催化加

氢最佳温度、加氢压力、加氢反应时间，煤焦油经过加氢处理后，煤焦油中蔡含量高达19.8%,

加氢产物中的沥青产率仅为32. 3% o

关键词：煤焦油；固定床；催化；加氢

0 前言

高温煤焦油是宝贵的化工资源，富含特有的芳

香族稠环化合物，是炼焦煤气回收的主要化工产品

之一，初步检出产品不下500

种，目前国内可提取

50

多种宝贵的化工产品。2010

年我国焦炭产量3. 6

亿t,

应该回收焦油1 400

万t,

实际回收960

万t

。

由于煤焦油加工过程中煤沥青的产率达到55% ~

60%

，而煤沥青的出路一直是制约煤焦油加工产业

的瓶颈问题，并且其价格较低，严重影响了焦油加

工企业的经济效益。解决这一问题的根本出路是对

煤焦油进行提质，降低煤沥青的产率，提高煤焦油

的附加值，进行高附加值利用，从而明显提高煤焦

油加工的经济效益，使煤焦油得到最大限度的资源

化利用。

1煤焦油催化加氢实验

1.1

催化剂的制备及预还原和钝化处理

1.1.1

浸渍法负载型催化剂的制备

用浸渍法制备不同担载量的负载型催化剂。将

一定量的载体浸入40 mL

硝酸镰或硝酸铜水溶液中

（浓度取决于金属负载量），在磁力搅拌器上室温搅

拌1.0 h

后，在80

七水浴中边搅拌边加热蒸发除去

水分，并于110 T

干燥过夜。所得样品分别采用锻

烧后还原、直接还原和锻烧后高压氢气还原等方法

制得不同催化剂。所用载体有:蒙脱石、有机化处理

后的蒙脱石、丫-人2

。3

等。

1.1.2

研磨法负载型催化剂的制备

作者简介：李志峰（

1969 -），男，

1992年

7月毕业于山东大学应用化

学专业。高级工程师，主要从事冶金能源、环保技术研究应用

T•作。称取一定量的载体与硝酸鎳或硝酸铜固体粉

拨木应用　中国化工贸易　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　第２期　２０１　３年２月　

煤焦油加氢转化为轻质燃料油的技术研究　

蒋晓艳　（陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司。陕西榆林７１　９３１　９）　摘要：伴随着经济的快速发展，各行各业对能源的需求越来越大，优质的燃料油作为工业燃料，是一种理想的汽油和柴油替代品，并且广泛　地用于电厂、　台炼、锻压等行业。在煤焦油中有许多烯烃、多环芳烃等不饱和烃、氮的化合物质，酸度高、胶质含量高，采用加氢工艺，以达到改善它　的稳定性、降低硫、芳烃元素的含量的目的，以此获得石脑油和优质燃料油。此技术采用常减压蒸馏或者其他方法去除重质油，再配合加氢技术脱去煤　焦油中的硫，氧，氮和其他的有害成分让煤焦油中的烯烃饱和，从而改善煤焦油的质量，常ｊ取合格的燃料油的替代物。　关键词：煤焦油转化技术燃料油流程分析　一、煤焦油的性质及加工流程分析　煤焦油是在煤炭焦化过程中得到的一种黑色或者黑褐色比较黏稠　状的液体，它的成分达到上万种，主要的含有苯、甲苯、萘、蒽等一　系列芳烃，以及芳香族含氧化合物（比如苯酚等酚类化合物）和含硫或　氮的杂环化合物等许多有机物。高温煤焦油是一种黑色的粘稠液体，　通常来说相对密度大干Ｉ．Ｏ，其中含有５４％一５６％的沥青，其他的成分　是芳香族和杂环化合物。因为它的馏分重、质量差，尤其金属和沥青　质量和含量均比较高，是一种很难处理的原料。当前，我国的煤焦油　加工还处于较低的技术水平，一些高附加值的产品较少，其价格偏低，　并且燃烧技术落后，使得焦油燃烧程度不充分，煤焦油里面的有机硫　转化成ＳＱ，对环境造成相当大的污染。因为煤焦油它是一种密度较　大，杂质的含量比较高的劣质油，加氢去改质的难度特别大，不但要　选出比较合适的加氢催化剂，而且要解决加氢的耗量高，温升高，催　化剂等易失去活性，床层更易结焦堵塞等一系列的难题，所以，煤焦　油加氢制燃料油，提高煤焦油中附加值的新途径是相关工作人员应该　关注的问题。　二、蒽油加氢。柴油改质试验　根据蒽油的特点，以此对照轻柴油的理想的组成要求可以看出，　加氢的目的就是要在适宜的催化剂及工艺下，经过逐环饱和（包括异　构）等的反应，使得部分嵌于芳核中的Ｓ、Ｏ原子以Ｈ２Ｓ、ＮＨ和ＨＯ　的形式脱除，与此同时生成分支度较高的烷烃类柴油。但是由于单环　芳烃加了氢，相对于化学反应速率常数较小。所以对蒽油而言．最大　可能性地生成的柴油理想组成成分为多烷基单环芳烃及环烷烃，来达　到制取燃料油的目的。在以往所获得的煤焦油全馏加氢丁艺的参数上　对产物性质影响趋势不大的基础上针对蒽油进行的试验，反应了温度　对加氢产品性质的影响，并且选用了对蒽油适用的加氢精制的催化剂　以及加氢改质的催化剂。　三、煤焦油加氢技术分析　有关于煤焦油加氢来制取轻质燃料油的各类文献较多，但都是对　于大于３６０℃的重质煤焦油轻质化的问题，所提供的方法都不能使蒽　油完全轻质化。壳牌石油公司已经在１９８６年申请有关手三环化合物的　选择性裂化提高十六烷值的专利。其原料为石油冶炼厂的馏分油，原　料中除了三环化合外，还有链饱和烃，异构饱和烃，四氢萘及十氢　萘．它的组成与蒽油的差别较大。其他的非沥青煤焦油加氢的报道大　多属于基础研究。当前，国内仅仅有２套煤焦油加氢的装置，一个是　在哈尔滨气化厂，另一个是在云南解放军化肥厂。两者的原料均为低　温焦油。在Ｎ杂质和芳烃含量中与蒽油都存在着较大差异。中低温焦　油中的烃类组成数脂肪烃和酚属烃为主，它的芳烃很少，目前我们所　采用的工艺条件和催化剂都无法处理本文所指的蒽油。燕京等以全馏　高温焦油为原料的加氢制取轻质油，也有２Ｏ．２７％的尾油无法处理，仅　仅用作催化或加氢裂化掺炼原料。并且其所提供的工艺不能使本文所　指的蒽油完全转化。以干点为４５５　ｏＣ的中高温焦油为原料，用加氢裂　化生产汽油、柴油及润滑油工艺。目前用的加氢裂化催化剂通常情况　下，对氮的要求极为严格，这个方法难脱除的氮化合物都集中在作为　加氢裂化进料的重馏分中，在常态的加氢精制催化剂及加氢条件下．　难以使重馏分中的氮的含量满足加氢裂化的进料要求。沈和平提出了　煤焦油加氢裂化方法，此方法以干点小于５５０℃的煤焦油作为原料，　用加氢裂化生产汽油、柴油等轻质油品。这个方法没有使原料完全地　轻质化，仍有Ｏ．５％至１．Ｏ％的尾油，虽然量不大，但也说明轻质化的　能力有限。而且对加氢而言，它的原料比蒽油优质。　四成本测算　蒽油，目前的原料价格大至约为４０００元每吨。氢气的来源比较　广，如钢铁公司产生的焦炉煤气可以经变压来吸附制氢，这项技术已　经相当地成熟；如煤化工企业生产的炭黑的副产氢气和氯碱化工所产　生的副产氢气等，所以氢气的价格都可以按小于１５０００元每吨来计　算，如果按７．８９％的氢耗来折算，每吨蒽油要耗氢气１２００元，原料　成本大概５２００元每吨。产品方面来说，９７％的清洁燃料及油调和组　分，价格和成汽、柴油仅仅相差４００元到５００元每吨，大约为７０００　元每吨，按照９％的轻质油的收率来折算，于是还剩６７９０元／ｔ，它　们之间还有１５９０元差距。如果每吨蒽油的加工费用以１０００元来计（包　括三废处理），那么最终的利润大约５９０元每吨。所以，蒽油加氢转化　成轻质燃料油具有较强的成本优势，可以创造较高的经济利益。　五、结语　此项技术具有较高的研发价值。（１）加氢处理后得到的产品里汽油　馏分硫、氮含量低，芳潜高，都可以作为重整后的原料或者是汽油调　和组分，柴油馏分硫氮的含量低，添加氢尾油使原料油性质得到了很　大得改善，可以作为燃料油。（２）以廉价的煤焦油加氢转化成燃料油，　以此来得到附加值高的产品，不但提高了企业的经济效益，还增强了　企业的市场竞争力。（３）加氢转化过程中脱除了煤焦油的有机硫化物和　氮化物，并且得到了处理，不但减少了环境的污染，还具有广泛的经　济，环保价值。所以，煤焦油加氢处理技术是一种很理想的加工方法。　应该得到广泛的应用。　参考文献　ｌ】杨国样，李毓良高温煤焦油加氢制取轻质燃料油工艺的运行实践…化工，２０１０，３７１６）：５７—５８　２】李增文煤焦油加氢工艺技术ｍ化学工程师　２００９，Ｉ１０１：５７．５９，６２　３ｌ常景泉浅谈煤焦油加氯生产燃料油加工工艺…中国高新技术企业，２０１ｌ，【１７１：７２—７３　ｌ】煤焦ｉｒａ／Ｉｌｌ氢制清洁燃料油获突破【Ｊｌ河北化工，２０１１　３４（１１）：８０—８０　

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 technology

Keywords: 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】