高温煤焦油加氢制取汽油和柴油
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高温煤焦油工艺技术选择及经济性分析本文简述了煤焦油的主要处理技术,并对高温煤焦油固定床和悬浮床加氢工艺技术和投资收益进行了综合性的分析。
标签:高温煤焦油;加氢高温煤焦油是由多种稠环、含硫、氮、氧及硫的复杂多种杂环化合物,其馏分较宽,比中、低温煤焦油处理复杂。
目前有多种加工技术。
本文主要对高温煤焦油的加工技术,固定床加氢精制、加氢精制/加氢裂化、延迟焦化-加氢联合工艺、悬浮床加氢工艺技术和经济性进行了分析。
1 焦油加氢技术路线介绍目前,煤焦油加氢主要存在固定床加氢精制、加氢精制/加氢裂化、延迟焦化-加氢联合工艺、悬浮床加氢四种工艺技术:1.1 固定床加氢精制是将煤焦油进行常减压蒸馏,切割成轻馏分油和沥青,再将轻馏分油作为固定床加氢精制的原料,将轻馏分油中的氧、硫、氮等去除,同时加氢饱和其中的烯烃和部分芳烃,得到石脑油和低硫柴油馏分。
1.2 固定床加氢精制/加氢裂化技术是在固定床加氢精制工艺流程上增加了加氢裂化段,先将煤焦油切割成馏分油和沥青产品,其中馏分油进入加氢精制和加氢裂化段,通过加氢去除原料中的O、S、N等,同时部分芳烃和烯烃被加氢饱和;加氢裂化段350摄氏度至500摄氏度的减压馏分油,通过加强裂化将重组分油裂化成低于350摄氏度的轻油,提高油品收率。
1.3 延迟焦化(加氢联合)是将大于360℃煤焦油的重油馏分与沥青一同进入延迟焦化,生成轻馏分油和焦炭,其中焦油的轻馏分油和延迟焦化生产的轻馏分油混合后加氢,生产柴油和石脑油产品。
该工艺的缺点是少部分煤焦油生成了焦炭,降低了轻油收率。
1.4 悬浮床煤焦油加氢裂化工艺技术该工艺是将高温煤焦油经过预处理脱水、脱固,进入悬浮床加氢裂化单元,并将产出油经过分馏获得小于370 ℃馏分油和大于370℃的重质油。
小于370℃馏分油进入固定床加氢精制,并分馏可得到石脑油、柴油等终端产品,大于370 ℃的重质油返回悬浮床反应器继续裂化成小分子在系统中循环。
2 工艺技术对比通过对上述煤焦油技术进行介绍,目前高温煤焦油主要选用固定床氢精制/加氢裂化与悬浮床加氢工艺,优缺点如下:2.1 高温煤焦油固定床加氢/加氢裂化先将高温煤焦油中提取轻油、洗油、工业萘、蒽油、改质沥青,并将蒽油、洗油、轻油、酚油为原料,采用固定床-加氢精制/加氢裂化工艺技术生产汽、柴油。
2019年10月3.5井下落物打捞的作业技术措施关于油水井出现井下落物的问题,首先,相关工作人员需及时确定出井下落物的类型,从而才能够选择出最适宜的工具进行打捞,并且要要与打捞作业技术相结合,保证打捞效果。
其次,①管类落物使用公锥或母锥这两种工具进行打捞;②绳类落物使用打捞茅或者一手抓的方式;③小件的落物利用磁力打捞器;④杆类落物可以使用打捞篮等工具,由此可以看出,只有选择正确的功率,才能提高打捞的成功率。
最后要知道,简单的落物打捞是油水井的小修工作,复杂的落物打捞是油水井的大修工作。
所以,根据井下落物不同的铅膜印记,从而判断出落物的大致形状,根据落物形状选择最合适先进的的打捞技术,根据打捞的经验,可以选择出一种成本较低、打捞成功率的打捞方法,从而达到油水井修井作业的技术要求。
3.6先进环保技术的引用3.6.1地膜隔离技术为了使作业设备、井内场地以及抽油机不会出现污染问题,可以选择在设备、工具区以及油干桥等地方铺上定制油衣后再加上一层渗透塑料布,这样就可以使那些易污染的设备不会出现油污的情况,不仅节省了时间和成本,还可以对这些产品的污染物进行可回收利用。
除此之外,可以的渗透塑料布分别按照设备、井口等不同的格局剪成不同的类别,等到施工完成后相关工作人员可以将塑料布进行回收处理。
3.6.2油污外部回收装置在实际工作的过程中,会出现一些井内无泄油器或者泄油器停止工作的状况,这时候的工作重心就在于如何处置有污染的杂物。
在油管工作的过程中,特别容易出现水满管问题,当水满管后,就会出现一定的污染情况。
为了改善这种情况,相关工作人员可以采取外部回收装置这种方法进行处理,其工作主要是依靠弯头、敞口长方形,将弯头与长方体下方相连接,并利用卡瓦将其与通入油管套环给予连接,进而能够将流出的油水直接流入回收装置中,并从根本上解决了地面油污等问题。
4结语综上所述,通过油水井小修作用,从而更好的恢复其正常生产运行状况,保证其油田运行文帝的功能性。
煤焦油加氢1. 概述煤焦油是煤炭加工中的一种主要副产品,主要包含苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。
煤焦油加氢是一种常用的处理方法,通过加氢反应将煤焦油转化为具有较高附加值和广泛应用领域的产品,如汽油、柴油和润滑油。
2. 加氢工艺煤焦油加氢的工艺主要包括以下几个步骤:2.1 前处理煤焦油经过前处理后,可去除其中的杂质和不稳定成分,提高后续反应的效果。
前处理通常包括升温、加氢气和催化剂的引入等步骤。
2.2 加氢反应在加氢反应器中,将预处理后的煤焦油与氢气在催化剂的存在下进行反应。
加氢反应主要是将煤焦油中的芳香烃和不饱和烃转化为饱和烃,减少其中的硫、氮等杂质含量。
2.3 分离和后处理经过加氢反应后,产物中会产生水、含硫化合物等副产物,需要进行分离和后处理。
分离可以通过蒸馏等方式进行,将不同沸点的产物分离开,得到目标产品。
后处理主要是对分离得到的产品进行进一步的处理,如除硫、脱色等。
3. 加氢催化剂催化剂在煤焦油加氢中起到重要作用,能够加速反应速率,提高产物质量。
常用的加氢催化剂主要有镍基和钼基催化剂。
3.1 镍基催化剂镍基催化剂具有高活性和良好的选择性,在煤焦油加氢中得到广泛应用。
镍基催化剂能够有效催化芳香烃的饱和反应,提高产物的质量。
同时,镍基催化剂的价格相对较低,成本较为优势。
3.2 钼基催化剂钼基催化剂具有较高的催化活性和较好的硫化物抑制能力,在煤焦油加氢中也得到广泛应用。
钼基催化剂能够有效催化煤焦油中的硫化物,降低产品的硫含量,提高产品质量。
4. 应用领域煤焦油加氢产物主要包括汽油、柴油和润滑油等。
这些产品在交通运输、工业生产和农业领域都有广泛的应用。
4.1 汽油经过煤焦油加氢后产生的汽油具有较高的辛烷值和低的硫含量,适用于汽车燃料。
汽油作为交通运输领域的重要能源,具有巨大的市场需求。
4.2 柴油煤焦油加氢产生的柴油具有高的脱硫能力和较低的含硫量,适用于柴油发动机使用。
柴油作为工业生产和农业机械的重要燃料,也有着广泛的市场。
煤焦油加氢技术
煤焦油加氢技术是一项改善煤焦油品质,延长煤焦油服务寿命、提升煤焦油加工效率的新型技术。
它通过把氢气添加到煤焦油中,使煤焦油的耐高温性能得到显著改善。
煤焦油加氢技术的特点在于使用氢气使煤焦油去除高炔烃、烯烃等多种有害物质,使得具有更好的治理效果。
不仅可以减少排放的污染物,还可以提高炼焦的质量和产量。
煤焦油加氢技术有多种优点。
首先,它具有节能减排的优点,可以在低温、低消耗、低能耗的条件下,将低品质焦油转化为高品质焦油。
它还能在较低温度下去除污染物,有助于降低二次污染,可以环保。
此外,煤焦油加氢技术可以把原来一次性排放的污染物转化为可使用的燃料,可以把排放物转化成可回收的柴油。
由于煤焦油加氢技术的独特性,能够节能减排,提高煤焦油的质量和效率,它已经受到了企业的青睐,几家焦化企业正在采用这一技术,改善煤焦油的性能,提高煤焦油的品质和加工效率。
总之,煤焦油加氢技术是一项具有巨大应用价值的新型技术,可以提高煤焦油的质量,改善煤炭加工效率,降低污染物的排放,节约能源,惠及环境。
现代煤化工焦油加氢制油技术概述摘要:本文主要研究利用现代煤化工工业生产的煤焦油催化加氢后制备燃料油的技术。
简单介绍了煤焦油的来源、组成以及高温和中低温煤焦油性质上的差异;阐述了煤焦油加氢反应的基本原理以及反应过程中所用的催化剂;研究了高温煤焦油和中低温煤焦油的加氢反应工艺流程;简述了煤焦油在国内外的应用现状。
关键字:高温煤焦油;中低温煤焦油;加氢反应;催化引言现代煤化工是煤炭高效清洁利用最有效的路径,没有现代煤化工,煤炭清洁高效利用将无从谈起。
不能因出现了一些问题而否定现代煤化工,更不能否定现代煤化工对煤炭高效清洁利用的贡献。
现代煤化工项目均配套了先进的脱硫脱硝设施,有些项目还建成二氧化碳净化捕集与资源化利用装置,使煤炭清洁高效利用有技术支撑,有示范项目的经验可供借鉴。
现代煤化工不仅能够生产油品和天然气,还能生产甲醇、烯烃、芳烃、乙二醇、润滑油基础油、高级石腊等石油化工产品。
也就是说,现代煤化工达到一定规模,就相当于新发现了一个超大型且完全由我们掌控的油气田,为我们筑起了另一道能源保障线,从而大幅增强我国进口油气谈判的主动性、灵活性,继而获取更多低价油气订单,实现国家利益最大化。
煤焦油生产工艺[1]主要有以下两种,一种是煤焦油蒸馏分离技术,即利用焦油的各组分性质有差别,但性质相近组分较多,采用蒸馏方法切取各种馏分,使酚、萘、葸等欲提取的单组分产品浓缩集中到相应馏分中去,再进一步利用物理和化学的方法进行精细化工组分的分离。
另一种为煤焦油加氢轻质化处理工艺,即利用石油加氢及裂化的工艺原理脱除有害杂质、重金属,烯烃及芳烃饱和,原料烃裂解成较小的分子并异构化等反应将质量较差的重质原料转化为优质产品,生产替代石油产品的清洁燃料油技术[2]。
1煤焦油简介1.1煤焦油的来源煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产物之一。
根据干馏方法和温度的不同,煤焦油可分为:低温干馏煤焦油(450~650℃)、低温、中温发生炉煤焦油(600~800℃)、中温立式炉煤焦油(900~1000℃)、高温炼焦煤焦油(>1000℃)[3]。
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。
煤焦油加氢工艺流程煤焦油加氢是一种将煤焦油中的高分子化合物转化为低分子石油产品的工艺。
煤焦油是煤气化和焦化工艺中产生的副产品,含有大量的多环芳烃和杂原子化合物,其高粘度和高残碳含量限制了它们的应用。
煤焦油加氢工艺可以通过加氢作用降低其粘度和残碳含量,从而得到更高品质的石油产品。
煤焦油加氢工艺流程通常包括前处理、加氢反应和产品分离三个步骤。
首先,通过前处理,将煤焦油中的杂质和重金属去除。
前处理可以采用各种方法,如静电沉淀、溶剂抽提和催化热裂解等。
这些方法可以有效地去除煤焦油中的硫、氮、金属等杂质,提高加氢反应的效率。
接下来,经过前处理的煤焦油进入加氢反应器。
加氢反应器通常采用固定床催化剂反应器或流化床反应器。
在加氢反应器中,煤焦油被与氢气混合并加热至高温,通过催化剂的作用,高分子化合物被裂解为低分子化合物。
同时,加氢反应还能将多环芳烃和杂原子化合物转化为单环芳烃和饱和烃。
加氢反应的温度和压力是影响反应效果的重要因素。
较高的温度和压力可以促进裂解反应和饱和反应的进行,但也会增加能耗和催化剂的热稳定性要求。
因此,在确定反应条件时需要综合考虑经济性和工艺可行性。
此外,还需要对催化剂进行定期的再生和替换,以保证反应的稳定性和持续性。
最后,经过加氢反应的产物会进入产品分离装置进行分离和提纯。
产品分离装置通常包括减压蒸馏塔、精馏塔和萃取塔等。
通过不同的分离操作,可以得到不同石油产品,如汽油、柴油、润滑油等。
总的来说,煤焦油加氢工艺是一种将煤焦油转化为高品质石油产品的技术。
通过前处理、加氢反应和产品分离等步骤,可以有效地降低煤焦油中的粘度和残碳含量,得到适用于不同用途的石油产品。
随着石油资源的紧缺和环境污染的增加,煤焦油加氢工艺在能源和环保领域具有广阔的应用前景。
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。
过程装备与控制工程论文题目:煤焦油加氢的工艺条件研究院系:化工学院专业:过程装备与控制工程摘要针对我省陕北地区“富煤缺油少气”的真实现状,本文通过对煤焦油加工国内外发展现状和应用前景的调研,同时借助于现代加氢技术及其工艺条件使用,采用合理的研究思路,科学合理的寻找及制定合理的工艺条件,通过催化加氢技术制取汽柴油。
加氢技术通常是在高温.高压.等苛刻的条件下平稳进行,如何保证整套装置的安全运行一直是从事化工设备行业的重要课题,本文通过对工艺条件的研究及设计,以此来保证实验正常运行以及其工艺的经济型。
本文重点介绍的是加氢装置工艺流程的工艺条件。
它的合理与否直接影响原油加氢性能及最终影响到其收率。
关键字:煤焦油;加氢技术;加氢技术的工艺条件目录第一章文献综述 .......................................................................................................................... 11.1煤焦油加工的现状与前景..................................................................................... 11.1.1 世界能源现状................................................................................................. 11.1.2 煤焦油加工的发展现状................................................................................. 11.1.3 世界煤焦油加工业......................................................................................... 31.2煤焦油深加工的发展现状..................................................................................... 51.2.1 煤焦油加氢技术............................................................................................. 61.2.2 几种典型技术对比分析................................................................................. 71.2.3 几种工艺路线对比......................................................................................... 91.3选题的目的和研究内容..................................................................................... 101.3.1 选题目的..................................................................................................... 101.3.2 选题内容..................................................................................................... 10第二章煤焦油加氢工艺条件................................................................................................... 112.1煤焦油固定床加氢处理的化学反应................................................................. 112.1.1 煤焦油的加氢脱硫反应............................................................................. 112.1.2 煤焦油的加氢脱氮反应............................................................................. 112.1.3 煤焦油的加氢脱金属反应......................................................................... 122.1.4 煤焦油的芳烃加氢饱和反应..................................................................... 132.1.5 加氢脱氧反应(HDO) ................................................................................... 132.2工艺条件对煤焦油加氢处理的影响................................................................. 132.2.1 反应温度对煤焦油加氢处理过程的影响 ................................................. 142.2.2 反应压力对煤焦油加氢过程的影响......................................................... 142.2.3 体积空速对煤焦油加氢过程的影响......................................................... 152.2.4 循环气油比对煤焦油加氢过程的影响..................................................... 16第三章中低温煤焦油加氢改质工艺实验简介................................................................... 183.1实验部分............................................................................................................. 183.1.1 实验原料..................................................................................................... 183.1.2 实验催化剂................................................................................................. 193.1.3 实验装置及方法......................................................................................... 193.2结果和讨论......................................................................................................... 203.2.1 反应条件对加氢结果的影响..................................................................... 203.2.2 加氢产品的性质......................................................................................... 263.3结论................................................................................................................. 28第一章文献综述1.1煤焦油加工的现状与前景1.1.1世界能源现状资料来源:中国国土资源部2007年数据针对上述我国富煤贫油的资源现状和市场对焦炭的大量市场需求,一大批大型、环保型的焦化企业应运而生,正是由于焦化企业存在,生产过程中将副产大量的焦油产品。
高温煤焦油加氢制取汽油和柴油
摘要:随着油田的不断开采,煤焦油在其生产过程中的低温干馏工艺已经逐步被淘汰出去,但由于我国高温煤焦油加氢工业的发展仍旧处于发展初期,所以要对煤焦油的特点进行深入分析,提高加氢转化率,争取在提高燃料油收率的同时更多的产出其他化工产品。
基于此,笔者就高温煤焦油加氢制取汽油及柴油等燃料油进行了简要的阐述。
关键词:高温煤焦油、汽油、柴油
一、前言
随着全球经济的不断增长,社会各界对能源的需求也越来越高。
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、冶炼、锻压等行业。
在煤焦油中有许多烯烃、多环芳烃等不饱和烃以及氮的化合物质,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,制取合格的燃料油的替代物。
二、国外煤焦油加工业现状
煤焦油化学至今已有100多年的历史。
1822年在英国建立起世界上第一个煤焦油蒸馏工厂,直到20世纪50年代石油大发展时期以前的100多年间,芳烃化学原料、枕木防腐油、道路建筑用沥青、型煤粘结剂等原料只能从煤焦油中获得。
19世纪后半期,英国和德国相继开发了以从煤焦油中得到的芳烃为主要原料合成有机染料的工艺,由此奠定了现代有机化学工业的基础。
近年来,每年世界煤焦油产量都在2000万t以上,实际进行加工的煤焦油量只有80%左右,从中可获得500多万t各类化工产品。
据统计,煤焦油中含有上万种有机化合物,目前可以鉴定出的仅有500余种,其中中性组分有174种(如苯、甲苯、二甲苯、萘、苊、葸、芴和芘等),酸性组分有63种(如酚、甲酚和二甲酚等),碱性组分有113种(如吡啶、吲哚、喹啉和异喹啉等),还含有其它稠环和含氧、含硫等杂环化合物,其中有些产品是不可能或者不能经济地从石油化工原料中取得。
因此,煤焦油产品在世界化工原料需求中占有极其重要的地位。
随着多环芳香族化合物在合成医药、农药、染料、涂料及工程塑料等领域的广泛应用,各国都在积极开发研究煤焦油深度加工和分离的新技术。
近十几年来,德国和日本等许多发达国家已将煤焦油的分离和利用的重点由高含量组分转向低含量组分,以从中获取合成精细化学品所需的高附加值成分,并且成功的开发
出一系列先进的煤焦油加工新工艺。
德国是最早利用煤焦油的国家。
世界闻名的一些工艺流程几乎都是德国斯蒂尔公司和考伯斯公司设计的,它们投入相当大的力量,积极开发与完善加工新技术,扩大产品品种,提高产品的质量等级。
目前,吕特格公司的焦油加工能力为150万t/a,他们已能生产500多种芳烃产品,煤焦油的化工利用率接近60%,位居世界之首。
近年来,煤焦油加工日趋集中化、现代化和合理化。
煤焦油加工装置大机组生产能力已提高到7O万t/a,如日本的新日铁化学公司的户钿厂,德国卡斯特鲁普厂和杜伊斯堡厂的加工能力都达到70万t/a。
随着精细化工的发展,煤焦油的新分离工艺,产品深加工及应用在许多公司中取得较大的进展。
三、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于1.0,其中含有54%-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SO2,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。
四、煤焦油加氢制取燃料油
煤焦油原料经换热或加热炉加热到所需的反应温度后,在催化剂床层上对高温煤焦油进行加氢反应,改变其分子结构,并脱除0,N,S等杂原子,从而获得汽油、柴油、煤油等燃料油品。
在目前中国燃料油紧缺的背景下,高温煤焦油加氢具有良好的发展前景。
国内对这方面的学术研究越来越多,取得了许多有重要价值的学术成果。
煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院的张晓静等开发了一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢工艺,采用自主开发的复合型煤焦油加氢催化剂,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“吃干榨净”,大大提高了原料和催化剂的利用效率。
燕京等利用级配方式采用多种催化剂对全馏分高温煤焦油
进行加氢改质试验研究,在最佳反应条件下,汽油馏分和柴油馏分能达到产物总量的80%。
陈松等对脱除沥青后的200~540℃馏分的高温煤焦油在使用专用催化剂的条件下进行加氢裂化,实现了100%转化,石脑油馏分收率为13%,柴油馏分收率为80%。
田小藏以高温煤焦油为原料,选择加氢保护剂、脱金属剂及加氢精制催化剂,在适宜的工艺条件下,对其进行加氢处理,最后得到了高质量的汽油、柴油产品。
常娜等对高温煤焦油在超临界二甲苯中加氢裂解的反应动力学进行了研究,建立起三集总宏观反应动力学模型,并且研究了沸石催化剂制备条件对超临界汽油中高温煤焦油加氢裂化轻质油收率的影响,优化了催化剂制备条件。
同济大学对煤焦油沥青的加氢裂化制取燃料油技术进行了研究,燃油的总出油率可达75%以上,大大提高了高温煤焦油的利用效率。
五、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年申请有关于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物外,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,国内有2套煤焦油加氢的装置很不错,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煤焦油。
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。
燕京等以全馏分高温焦油为原料加氢制取轻质油,也有20.27%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℃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的轻质化,仍有0.5%至1.0%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。
六、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吸附来制氢,这项技术已经相当的成熟。
如煤化工企业生产炭黑过程中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是6790元/t,相比原料成本还有1590元的差距。
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为590元/t。
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。
七、结语
综上所述,高温煤焦油在加氢处理之后的产物都可以作为重整后的原料,亦可以作为汽油调和成分和柴油调和成分,而且,这种廉价的煤焦油经过加氢处理之后可以转化成汽油、柴油等燃料油,同时还能得到一些附加值较高的化工产品,这对于提高企业经济效益有着极大的帮助,也提高了企业的竞争优势。
因此,对于高温煤焦油的加氢制作,必须将加氢精制和加氢裂化相结合,以此来达到企业经济效益的最大化。
参考文献:
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