煤焦油加氢制燃料油的实验研究
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科技成果——高温煤焦油馏分加氢制清洁燃料油技术所属领域高温煤焦油深加工成果简介高温煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体,其组分非常复杂,估计上万种,已被鉴定五百多种,并且高温煤焦油是很多稠环化合物和含氧、氮及硫的杂环化合物的重要来源。
目前,煤焦油很大一部分作为燃料油直接燃烧,这样既是对资源的极大浪费,又会造成环境的污染。
高温煤焦油馏分较宽,同时加氢需要按最苛刻的反应条件设计,而按馏分加氢可根据原料中各馏分含量设计反应条件,这样既降低设备的及节省催化剂投资,又能降低过程的能耗。
各馏分经过加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多种产品,这些产品都是重要原料,用途广泛。
技术原理(1)化学品提取:综合精馏、结晶、萃取等分离方法可得到符合下游厂家要求的萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多种产品;(2)剩余馏分加氢精制制备清洁燃料:提取化学品后剩余煤焦油的利用价值较低,可通过加氢精制过程,进行芳烃饱和、脱硫、脱氮,得到产品硫氮含量符合国家标准的清洁燃料;(3)通过利用加氢过程的放热,优化工艺过程,实现能量的合理利用。
技术水平在煤焦油加工方面,具有工业萘加工、洗油加工、蒽油加工的工业化经验,在此基础上开发的高温煤焦油馏分加氢制清洁燃料油技术处于国内领先水平,该技术成套工艺包的开发正在进行之中。
应用前景根据当前国家产业政策,发展新型煤化工生产洁净能源和可替代石油化工产品必将成为国内未来发展的主流方向。
煤焦油宽馏分油中含有多种高附加值的化工产品,在加氢之前首先加工提取这些化工产品,再对剩余的油品进行加氢,既不影响加氢原料油的质量,又能进一步提高焦油加工的效益。
技术转化条件有稳定的煤焦油来源和廉价的氢气来源。
中低温煤焦油加氢技术研究进展摘要:煤炭在一个相当时期内仍然是我国能源消费的主要方式。
面对日益紧张的能源危机,有必要转变目前低效率的直接燃烧为煤炭的深加工利用。
本文概述了我国煤炭利用的背景与煤焦油深加工的现状,对煤焦油的组成及加氢原理进行了介绍,最后详细的描述了煤焦油加氢精制工艺、加氢精制-加氢处理两段式加氢工艺和加氢裂化-加氢处理工艺这三种较为成熟的加氢工艺,供煤焦油深加工工业参考。
关键词:煤炭工业中低温煤焦油加氢工艺加氢精制加氢裂化一、前言据国家能源局有关数据显示,预计到2015年,我国煤炭占一次能源消费的比重由2009年的70%以上降为63%左右。
由此可见,在一个相当长的时期内,煤炭在我国仍然会作为最重要的能源资源。
就目前而言,低效率的直接燃烧是煤炭资源利用的主要方式,这种粗放的煤炭利用方式不仅造成了较大的资源浪费,而且对环境的污染也是巨大的。
据统计,在2006年我国二氧化硫的排放量达到了2589万吨,其中90%是由于燃煤造成的。
为响应国家节能减排的号召,实现我国能源资源的可持续发展,有必要大力发展对煤炭资源的深加工及副产品的再利用的研究。
其中,对煤焦油的加氢利用是当前国内外的一个研究热点,本文对目前主流的煤焦油加氢技术进行了探讨。
二、煤焦油组成及分类煤焦油(Coal Tal)是煤炭干馏过程中所得到的黑褐色黏稠状产物,是煤炭焦化工业与气化工业的大宗副产品,其产量占到焦炭生产过程中装炉煤的3%—4%左右,在冶金与化工行业中有着广泛的用途。
煤焦油是由上万种物质总成的极其复杂的混合物,主要成分包括苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃以及芳香族含氧化合物等。
根据干馏温度的不同,可以把煤焦油分为高温煤焦油(主要在煤焦化时得到),中温煤焦油与低温煤焦油(主要在煤气化过程中得到)。
中、低温煤焦油质轻,不含大量的沥青等高粘度有机混合物,可以作为人造石油的重要原料,通过加氢处理,可以得到汽油、柴油等轻质油产品,具有较高的经济与环保价值。
煤焦油加氢研究煤焦油加氢研究了煤焦油的密度、粘度和氢气在煤焦油中的溶解度等基础物性,对煤焦油进行加氢工艺处理,可完成脱硫、脱氮、不饱和烃饱和、芳烃饱和等过程,达到降低S、N和不饱和烃类的含量、改善其安定性和腐蚀性的目的,获得石脑油和优质燃料油。
煤焦油中含有大量的烯烃、多环芳烃等不饱和烃及硫、氮化合物,酸度高、胶质含量高,产品安定性能差,无法作为产品出厂。
采用加氢改质工艺,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、降低硫含量和降低芳烃含量的目的,获得石脑油和优质燃料油。
产品质量可达汽油、柴油调和油指标。
此工艺技术路线可充分利用炼焦的副产品焦油、焦炉气实现炼焦产业的循环经济和产品增值,随着原油价格的日益上涨,有专家称此工艺技术为:除直接液化、间接液化以后的另一条煤制油路线。
煤焦化是为炼钢企业提供焦炭,但它副产焦炉煤气和煤焦油,以往炼焦企业的焦炉煤气直接外排大气,不但污染环境也造成能源浪费;煤焦油则以低附加值产品形式流入燃料油市场,虽可补充石油燃料油市场,但煤焦油中含有的大量硫、氮则会以SOx和NOx进入大气污染环境。
煤焦油加氢技术就是采用固定床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,来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。
中低温煤焦油加氢催化剂及工艺研究1. 中低温煤焦油加氢催化剂的研究进展中低温煤焦油加氢催化剂是指在相对较低的温度下,通过催化剂的作用将煤焦油中的有机物转化为更有价值的产品。
目前,已经有许多研究致力于开发高效的中低温煤焦油加氢催化剂。
例如,一些催化剂可以实现对多环芳烃的选择性加氢,将其转化为较低环数的芳香烃。
同时,还有一些催化剂可以实现对煤焦油中的硫、氮等杂质的去除,提高产品的纯度。
这些研究为中低温煤焦油加氢催化剂的开发提供了有效的思路和方法。
2. 中低温煤焦油加氢工艺的研究中低温煤焦油加氢工艺是指在合适的温度、压力和反应条件下,利用催化剂将煤焦油进行加氢反应。
目前,已经有多种中低温煤焦油加氢工艺被提出并进行了实验验证。
例如,一种常用的工艺是在氢气的作用下,通过催化剂使煤焦油中的有机物发生氢解和脱氢反应,从而得到较低环数的芳香烃和饱和烃。
此外,还有一些工艺可以实现对煤焦油中的杂质的去除,提高产品的质量。
这些工艺的研究为中低温煤焦油加氢工艺的优化提供了有力的支持。
3. 中低温煤焦油加氢催化剂的性能评价中低温煤焦油加氢催化剂的性能评价是指对催化剂进行各项性能测试和评价,以确定其在实际应用中的效果和稳定性。
常用的性能评价指标包括催化剂的活性、选择性、稳定性等。
通过对催化剂的性能评价,可以进一步优化催化剂的配方和工艺条件,提高中低温煤焦油加氢反应的效果和产物质量。
4. 中低温煤焦油加氢催化剂的应用前景中低温煤焦油加氢催化剂在煤焦油加工和资源化利用领域具有广阔的应用前景。
通过催化剂的作用,可以将煤焦油中的有机物转化为高附加值的产品,如芳烃和饱和烃。
这些产品可以作为化工原料、润滑油和燃料等方面的应用。
同时,中低温煤焦油加氢催化剂的研究和应用还可以减少煤焦油的排放,降低对环境的污染,具有重要的环保意义。
总结起来,中低温煤焦油加氢催化剂及工艺的研究对于煤焦油的高效加工和资源化利用具有重要意义。
通过不断地深入研究,可以开发出高效的催化剂并优化相应的工艺条件,实现对煤焦油中有机物的选择性加氢和杂质的去除,提高产品的质量和纯度。
利用煤焦油加氢转化试制燃料油马建亮 彭亚伟 李国军 粟莲芳①(河南天宏焦化(集团)有限责任公司)摘要 针对河南天宏焦化公司丰富的煤焦油,采用加氢工艺,脱除煤焦油中硫、氮、氧和金属等有害杂质,使煤焦油中烯烃饱和,从而改善煤焦油质量,制得合格的汽油、柴油替代品燃料油。
关键词 煤焦油 加氢转化 反应原理 工艺流程 燃料油TRIA L PR ODUCING FUE L OI L WITH COA L T AR THR OUGH H YDR OGENA TION TRAN SFOR MMa Jianliang Peng Y awei Li G uojun Su Lian fang(T ianhong C oke G roup C o.,Ltd)ABSTRACT According to the rich res ource of coal tar in Henan T ianhong C oking&Chemical(G roup)C o.Ltd.,adopt adding hydrogen technics to rem ove harm ful impurities in coal tar such as sulphur,nitrogen,oxygen and metal etc,make alkene in coal tar saturation,to improve quality of coal tar and get qualified gas and diesel oil to substitute fuel oil.KE Y WOR DS coal tar hydrogenation trans form reaction principle technological process fuel oil 随着经济的发展,对能源的需求越来越大,优质燃料油作为工业燃料是一种理想的汽柴油替代品,广泛用于电厂、冶炼、锻压等行业。
煤焦油加氢反应性的研究的开题报告
煤焦油是从炼焦过程中获得的一种复杂混合物,它含有大量的多环、多异构体和含氮、含硫等杂质,具有高能量密度和重要的化学资源价值。
然而,煤焦油的大规模利用一直受到制约,一方面是由于其化学结构的复杂性和多样性,难以进行有效的分离和纯化;另一方面是由于其中含有大量的杂质,不仅影响了后续加工的效率和催化剂的寿命,而且还对环境产生了极大的影响。
氢气加氢是消除杂质和提高煤焦油品质的有效手段之一。
在加氢反应中,氢气能够与煤焦油中的杂质发生反应,产生较为稳定的化合物,从而使得煤焦油中杂质的含量降低,提高质量和纯度。
同时,氢气加氢还可利用其高温高压环境下的特殊化学环境,对煤焦油中繁多的化学结构进行转化和裂解,从而生成更多的低碳烷烃,提高煤焦油的产值和使用价值。
本课题旨在研究煤焦油加氢反应性及其机理。
通过实验方法,探究不同反应条件(如温度、压力、反应时间、催化剂种类等)对煤焦油加氢反应的影响,从而确定最优的反应参数组合,提高反应效率和产量,降低成本。
同时,利用催化剂的多样性,探究不同催化剂对煤焦油加氢反应性的影响,分析其催化机理和作用方式,为后续煤焦油催化加氢反应的研究提供有价值的参考。
本研究旨在解决煤焦油加氢反应性研究中的关键问题,为煤焦油的有效利用提供科学依据和技术支持。
浅谈煤焦油加工及加氢制取燃料油摘要:伴随大规模油田的开采,生产煤焦油的低温干馏工艺过程逐步淘汰。
但国内仍有大量回收的煤焦油,所以要深入分析煤焦油的特点,作为进一步加工的依据,来系统的分析以及指导煤焦油工艺加工的方向以及过程。
关键词:煤焦油;现状;加工工艺引言:目前国内高温煤焦油加氢工业化还处于萌芽发展状态,原因在于组分复杂、馏分重、沥青质含量高,加氢难度大。
今后的研发重点是开发高活性的催化剂,提高加氢转化率,在注重提高燃料油收率的同时,也要多联产其它高附加值的化工产品。
一、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2000万工以上,实际进行加工的煤焦油量只有80%左右,从中可获得500多万工各类化工产品。
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,并且成功地开发出一系列先进的煤焦油加工新工艺。