中溫煤焦油加氫原料的雜質(zhì)處理研究

賀彥峰 李萬飛（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

中溫煤焦油加氫原料的雜質(zhì)處理研究

賀彥峰 李萬飛（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

煤焦油是煤炭企業(yè)生產(chǎn)加工過程中所產(chǎn)生的附屬產(chǎn)品，同時(shí)它又是一種極為重要的能源物質(zhì)。目前中溫煤焦油深加工處理廣為采用加氫工藝操作，此項(xiàng)工藝既能確保反應(yīng)效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)出清潔燃料用油的目標(biāo)。中溫煤焦油加氫原料工藝流程的首要環(huán)節(jié)是對煤焦油進(jìn)行預(yù)處理。本文以此作為研究對象，重點(diǎn)探析中溫煤焦油加氫工藝雜質(zhì)處理的特性、原理和流程，希望能為今后對此領(lǐng)域的研究提供一些參考。

中溫煤焦油；雜質(zhì)處理；預(yù)處理；加氫

煤焦油作為是煤炭加工的附屬產(chǎn)品，其開發(fā)和利用價(jià)值極高。我國煤炭資源與石油、天然氣資源相比較為豐富，一直屬于產(chǎn)煤大國。因此，煤焦油的產(chǎn)出數(shù)量也十分驚人。我國對煤焦油深加工處理技術(shù)領(lǐng)域的研究較晚，從而導(dǎo)致煤焦油行業(yè)發(fā)展的總體水平尚處于初級階段。目前煤焦油行業(yè)存在著企業(yè)規(guī)模不夠、產(chǎn)品種類單一、加工技術(shù)相對滯后和易造成環(huán)境污染等問題。這就需要煤焦油行業(yè)應(yīng)該不斷加大技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。傳統(tǒng)的煤焦油蒸餾分離技術(shù)在國內(nèi)焦化企業(yè)應(yīng)用較為廣泛，雖然其具有自動(dòng)化程度高、易操作等優(yōu)點(diǎn)，然而其缺點(diǎn)也十分明顯，例如：前期投資大、易造成安全隱患、后期維護(hù)較為復(fù)雜、高耗能等特點(diǎn)。而中溫煤焦油加氫處理技術(shù)是目前較為先進(jìn)的工藝，開辟了煤焦油加工轉(zhuǎn)換燃料汽油或柴油的新突破，不僅實(shí)現(xiàn)了提升煤焦油加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)，而且極大緩解了國內(nèi)能源供應(yīng)不足所帶來的壓力。中溫煤焦油加氫原料工藝流程的第一步是煤焦油的預(yù)處理，只有確保煤焦油中雜質(zhì)的有效處理，才會(huì)為接下來的燃料用油的生產(chǎn)提供基礎(chǔ)和保障。

1 煤焦油的成分和性質(zhì)

中溫煤焦油中包含了大量的硫、氮、重金屬以及其它固體雜質(zhì)等物質(zhì)。因此加工技術(shù)前必須進(jìn)行脫雜處理，否則很容易造成環(huán)境污染，并且影響產(chǎn)品油的質(zhì)量和性能。準(zhǔn)確地說雜質(zhì)預(yù)處理是整個(gè)工藝的先決條件。中溫煤焦油加氫原料的雜質(zhì)處理還必須要了解煤焦油的特殊性質(zhì)，以針對性地做好處理工藝的選擇和設(shè)計(jì)。首先，煤焦油呈黑色或褐色，屬于粘稠液體，且會(huì)發(fā)揮刺激性難聞氣味。此外還具有不穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，其安全性能和存儲(chǔ)性能也無法保障；其次，煤焦油中氮含量高，烷烴、烯烴、芳烴等不飽和烴所占比例較高，只有經(jīng)過加氫裂化處理，才會(huì)滿足燃料用油生產(chǎn)需求；最后，固態(tài)機(jī)械雜質(zhì)的存在是煤焦油預(yù)處理的主要目標(biāo)。

2 中溫煤焦油加氫原料預(yù)處理脫雜的工藝原理及操作流程

首先，中溫煤焦油預(yù)處理裝置采用延遲焦化工藝，它是目前我國焦化企業(yè)較為成熟的一爐兩塔工藝。裝置中具備全井架式水力除焦系統(tǒng)，因此焦閥具有無堵性且能夠獨(dú)立設(shè)置開工線的特點(diǎn)；其次，中溫煤焦油在預(yù)處理之前，要先將其在原料罐內(nèi)充分混合攪拌，使之完全沉降脫水后，再將煤焦油原料送至原料緩沖罐，在此期間，煤焦油會(huì)被加熱，同時(shí)與分餾塔內(nèi)循環(huán)油一起進(jìn)入加熱爐進(jìn)料緩沖罐，待二者充分結(jié)合后，再由進(jìn)料泵送入加熱爐，直至加熱溫度達(dá)到450攝氏度左右，在四通閥的作用下進(jìn)入焦炭塔底，煤焦油在焦炭塔中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，具體包括裂解和縮合反應(yīng)兩種，裂解和縮合后生成的焦碳層隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行而源源不斷地堆積在焦炭塔內(nèi)；最后，加氫反應(yīng)生成的餾分油要統(tǒng)一進(jìn)入分餾塔內(nèi)進(jìn)行重新分離，根據(jù)餾分油的不同溫度可以生產(chǎn)出各種燃料用油。一方面，分離塔底部呈現(xiàn)黃色透明狀的液體稱為重油，重油進(jìn)一步處理加工就會(huì)生產(chǎn)出柴油產(chǎn)品；另一方面，分離塔內(nèi)呈現(xiàn)無色透明狀液體是石腦油，石腦油進(jìn)一步處理加工則會(huì)生產(chǎn)出汽油產(chǎn)品。同時(shí)，其余富氣經(jīng)過脫硫處理后，可以作為燃料氣為加熱爐所利用。經(jīng)以上分析，脫雜預(yù)處理過程是整套工藝加工處理的關(guān)鍵步驟，是中溫煤焦油行業(yè)必須要重視的關(guān)鍵，一旦在此環(huán)節(jié)出現(xiàn)任何紕漏，那將直接影響接下來工藝的處理操作，最為關(guān)鍵的是會(huì)直接導(dǎo)致燃料油等產(chǎn)品質(zhì)量不合格現(xiàn)象的發(fā)生，這不僅會(huì)造成了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的極大損失，也會(huì)導(dǎo)致煤焦油資源的重大浪費(fèi)。

3 脫雜預(yù)處理后煤焦油的變化

其一：脫雜處理后煤焦油的餾程得到了極大改善，同時(shí)粘稠度隨之下降；其二，煤焦油的凝點(diǎn)下降了50攝氏度左右，致使流動(dòng)性普遍提高；其三，煤焦油中氫的含量相比于脫雜之前提高了大約1.65%；其四，硫、氮等元素及金屬的含量得到了有效的控制；此外，瀝青等膠質(zhì)化合物及固態(tài)雜質(zhì)也基本上實(shí)現(xiàn)了清除。

4 對中溫煤焦油脫雜處理的思考和建議

為了提高產(chǎn)品的回收率，加熱爐的溫度要盡量保持在450攝氏度左右，而壓強(qiáng)要保證在2.0MPa。另外，為了高效達(dá)成煤焦油的加工處理，生產(chǎn)中要不斷優(yōu)化循環(huán)利用技術(shù)和工藝。預(yù)處理環(huán)節(jié)中，根據(jù)不同雜質(zhì)的類別和比例，延遲焦化工藝的運(yùn)用要確保靈活性和針對性，尤其是對于重金屬和瀝青等膠質(zhì)含量較多的現(xiàn)象，就應(yīng)該適當(dāng)提高壓力，使其充分地被除掉，進(jìn)而確保處理后煤焦油的各項(xiàng)指標(biāo)滿足接下來工藝的需求。

總之，預(yù)處理脫雜后的中溫煤焦油就會(huì)生成粗品原料油，原料油在氫原料的作用下進(jìn)而發(fā)生反應(yīng)。脫雜處理在保證燃料產(chǎn)品的品質(zhì)、性能方面具有不可替代的作用。此外從提高產(chǎn)品回收率和增加企業(yè)生產(chǎn)效益的視角下分析，其優(yōu)勢更不言而喻。隨著中溫煤焦油加氫技術(shù)工藝的不斷優(yōu)化和完善，雜質(zhì)處理技術(shù)也需要及時(shí)更新和改進(jìn)。因此，焦化企業(yè)要重視技術(shù)的創(chuàng)新，不斷研發(fā)出更為科學(xué)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備。這樣不僅能夠提高企業(yè)競爭的優(yōu)勢，同時(shí)也會(huì)實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

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