煤焦油加氢催化剂

中低温煤焦油加氢制油技术现状

煤焦油是煤炭热解、气化等利用过程中产生的副产品，是碳氢化合物的复杂混合物，大部分为价值较高的稀有种类，是石油化工难以获得的宝贵资源。根据煤热加工过程的不同，所得到的煤焦油通常被分为高温焦油（900℃～1 000℃）、中温焦油（650℃～900℃）和低温焦油 （450℃～650℃）。

我国是产煤大国，有着丰富的煤焦油资源，煤焦油作为生产兰炭、焦炭和煤气化的副产品，目前年产约1500万吨，除部分高温煤焦油用于提取化工产品外，多数煤焦油没有得到合理的利用，大部分中低温煤焦油和少量高温煤焦油被作为燃料进行粗放燃烧。因煤焦油中含有大量的芳香族等环状结构化合物，较难充分燃烧，同时煤焦油含碳量高，含氢量低，燃烧时更容易生成炭黑，致使燃烧不完全并产生大量的烟尘；

另外，由于煤焦油中硫和氮的含量较高，燃烧前又没有进行脱硫脱氮处理，所以在燃烧时排放出大量的SOx和NOx，造成严重的环境污染，与当前全球大力提倡的绿色环保能源的潮流背道而驰。如果将这部分煤焦油通过催化加氢制成高清洁的燃料油（汽油和柴油），不仅能够提高煤焦油的利用价值，大大减少环境污染，还可以每年为国家新增国民生产总值300多亿元。

1 中低温煤焦油概述

中低温煤焦油的组成和性质不同于高温煤焦油，中低温煤焦油中含有较多的含氧化合物及链状烃，其中酚及其衍生物质量含量可达10%～30%，烷状烃大约20%，同时重油（焦油沥青）的含量相对较少，比较适合采用加氢技术生产清洁燃料油。中低温煤焦油（以下“煤焦油”即“中低温煤焦油”）从外观上看，是黑色黏稠液体，密度略小于1000kg/m3，黏度大，具有特殊的气味，其主要组成是芳香族化合物，且大多数是两环以上的稠环芳香族化合物。不同的热解工艺、不同的原料煤都直接影响煤焦油的性质和组成。下表列举出了一种典型中低温煤焦油的性质及组成数据。

初步估算，全国低温煤焦油总年产能约为400万吨，生产企业主要分布在晋、陕、蒙、宁四省区交界地带，陕西榆林神府地区和内蒙鄂尔多斯市的伊旗、准旗最多，另外在山西、宁夏、新疆等省区也有部分生产企业。

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。所以在中低温煤焦油的生产过程中需要经过加氢技术才能够保证产品的正常使用。在中低温煤焦油的加氢工艺中能有效地去除其中的杂质和无用物质。加氢技术的应用原理是通过在生产流程中添加氢化物，并作为反应物来代谢低温煤焦油的中的金属成分以及硫、氧、氮等物质或通过烃类饱和反应实现针对中低温煤焦油的能量转化过程，使得煤焦油中的某些物质和成分进行分离或者脱除，实现将煤焦油转化为新的洁净燃料，这种污染水平较低的燃料很大程度上弥补了我国的能源缺口，同时因为这种优质的燃料受到了市场的追捧，使得炼厂的经济效益得到了有效的提升。

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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。 未知驱动探索，专注成就专业

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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。 未知驱动探索，专注成就专业

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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。

科研开发　化工科技，２０１３，２１（３）：３０￣３４　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ

ＵＳＹ分子筛扩孑Ｌ对低温煤焦油加氢裂化的影响　

钱广伟，吴倩，徐登华，余兆祥　（同济大学化学系，上海２０００９２）　

摘要：以ＮＨ４Ｆ溶液、ＮＨ４Ｆ和ＨＦ混合液处理ＵＳＹ分子筛，制备加氢裂化催化剂。通过ＢＥＴ、　ＸＲＤ表征催化剂的比表面积、孔容孔径及晶体结构，在３４０℃，５．０　ＭＰａ，空速３．０　ｈ叫以及氢油体积比　为６００条件下，使用改性后催化剂对低温煤焦油进行加氢裂化反应，评价催化剂的催化效果。结果表　明，处理后的载体制备的催化剂不但没有完全破坏分子筛固有结构，而且平均孔径有很大的提高，出现　二次孔，在催化剂效果评价中，以ＮＨ　Ｆ和ＨＦ混合液处理得到的催化剂由于维持了催化剂的酸性，其　催化效果远好于空白ＵＳＹ系列和ＮＨ　Ｆ溶液系列催化剂。　关键词：低温煤焦油；ＵＳＹ分子筛；改性；扩孔　中图分类号：ＴＱ４２６．６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—０５１１（２０１３）０３—００３０—０５　

作为世界主要能源来源之一的煤炭，在工业　发展中，不仅提供动力能源，而且还是工业生产中　

原材料的来源之一。低温煤焦油是煤炭低温干馏　的产物，采用加氢工艺是处理低温煤焦油的主要　

手段。加氢工艺的目的是使焦油中大量的芳烃、　胶质和沥青质加氢饱和，裂解开环获得更多的低　

相对分子质量饱和烃；同时脱除Ｓ、Ｎ、ｏ和金属　等杂原子；另外还可以用于生产柴油等产品＿１］。　

国内对焦油加氢处理工艺的研究，不但是对　工艺条件以及装置的探索，而且对工艺的核　ｃ，／ｍ　氢裂化催化剂的研究越来越多［２　］。催化剂的选　

择和使用，起到至关重要的作用。煤焦油的加工　中，催化加氢裂化变成小分子烃类带来的利益越　来越不容忽视。然而原料煤焦油其组分复杂，含　

有较大的分子，传统的催化剂其孔径大小有限，并　不能使这类分子进入孔道内进行催化裂化反应。