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1、华电呼伦贝尔能源有限公司 焦油加氢工艺,2011年9月,1. 位置,2. 物料平衡,焦 油 加 氢,煤焦油 9.9,氢气 0.483,合计 10.383,单套 万吨/年,水 2.50% 0.26,石脑油 10.80% 1.12,损失 0.50% 0.05,柴油 49.30% 5.12,煤沥青 35.10% 3.64,合计 100.00% 10.38,气体 1.80% 0.19,万吨/年,2.物质的介绍,2.1煤焦油 2.2石脑油 2.3柴油 2.4煤沥青,2.1.1煤焦油是什么,煤焦油又称煤膏，是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体， 比重大于水，具有一定溶性和特殊的臭味，可燃并有腐蚀
2、性。,2.1.2煤焦油组成,煤焦油是煤化学工业之主要原料，其成分达上万种，主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃，以及芳香族含氧化合物（如苯酚等酚类化合物），含氮、含硫的杂环化合物等很多有机物，可采用分馏的方法把煤焦油分割成不同沸点范围的馏分。,2.1.2煤焦油物化性质,外观与性状： 黑色粘稠液体，具有特殊臭味。 相对密度(水=1)： 1.181.23 溶解性： 微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂。,2.1.3不同温度下的馏分,170前的馏分为轻油（石脑油）； 170210的馏分主要为酚油； 210230的馏分主要为萘油； 230300的馏分主要为洗油； 280360的馏分
3、主要为一蒽油； 280360的馏分为一蒽油；二蒽油馏分初馏点为310，馏出50时为400。,2.1.4煤焦油的衍生品,（1）萘：用来制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑料、染料。油漆及医药等用。 （2）酚：及其同系物生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、燃料中间体、炸药等。 （3）蒽：制蒽醌燃料、合成揉剂及油漆。 （4）菲：是蒽的同分异构体，含量仅次于萘，有不少用途，由于产量大，还待进一步开发利用。 （5）咔唑：是染料、塑料、农药的重要原料。 （6）沥青：是焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物的混合物。用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。,2.2.1石脑油,石脑油又称（petr
4、oleum naphtha ligroin）粗汽油：一般含烷烃55.4%、单环烷烃30.3%、双环烷烃2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%、茚满和萘满0.1%。平均分子量为114，密度为0.76g/cm3，爆炸极限1.2%6.0%。 主要成分： 主要为烷烃的C4C6成份。,2.2.2石脑油的分类,一部分石油轻馏分的泛称。因用途不同有各种不同的馏程。我国规定馏程自初镏点至220左右。主要用作重整和化工原料。作为生产芳烃的重整原料，采用70145馏分，称轻石脑油；当以生产高辛烷值汽油为目的时，采用70180馏分，称重石脑油。用作溶剂时，则称溶剂石脑油，来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑
5、油。,2.3柴油,柴油（Diesel）又称油渣，是石油提炼后的一种油质的产物。它由不同的碳氢化合物混合组成。它的主要成分是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃。它的化学和物理特性位于汽油和重油之间，沸点在170至390间，比重为0.820.845kg/l。,2.4.1煤沥青,理化性质：室温下为黑色脆性块状物, 有光泽；臭味, 熔融时易燃烧, 并有毒。属二级易燃固体。本产品符合GB/T2290-94中温沥青标准。,2.4.2煤沥青与石油沥青额比较,煤沥青和石油沥青相比，有明显的额质量差距和耐久性差距。煤沥青塑性差，温度稳定性差，冬季脆，夏季软化，老化快，燃烧时候有黄色烟雾，有刺激性气味，并且有毒
6、。,2.4.3煤沥青用途,用途：用于制造涂料、电极、沥青焦、油毛毡等, 亦可作燃料及沥青炭黑的原料。,3.工艺方案选择,确定技术方案的原则 采用配套的工艺技术和成熟、可靠、先进的工程技术，确保装置设计的整体合理性、先进性和长周期安全稳定运转。 合理用能，有效降低装置的能耗，合理回收装置余热，达到合理的先进水平。 提高环保水平，加强安全措施，环保设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。 在保证性能可靠的前提下，降低装置投资，最大限度实现设备国产化。 提高装置操作灵活性，增强对市场的适应能力。,4.国内外焦油加工技术现状,目前煤焦油深加工技术有三个工艺路线可供选择： A.将煤焦油先进行分馏，小
7、于350的煤焦油轻馏分进行加氢处理（不含裂化），大于350煤沥青作为沥青调合组分调合普通道路沥青。该方案工艺成熟，国内已有装置在运行，但煤焦油利用不充分，经济性大大降低。,B中科院工程物理研究所,中国科学院工程物理研究所开发的利用煤焦油生产轻型车用燃料的生产工艺路线，原料为煤焦油，通过脱硫、脱氮精制后，再经过萃取、降解、醚化、聚合、调合、稳定等过程生产出轻质燃料油。,B中科院工程物理研究所,该工艺过程非常复杂，需要大量购买轻烃、石油等轻质油品。煤焦油的掺炼比例最多40，小于350的馏分。除上述缺点外，更重要的是在生产过程中会产生大量不利于环保的酸碱油渣类。,C.胜帮公司,上海胜帮公司的煤焦油加
8、氢精制裂化工艺。将煤焦油分馏切割为小于400450和大于400450的煤沥青，分馏切割点以小于400450馏分中的灰分量来确定。小于400450的煤焦油馏分进行加氢处理以生产轻柴油，煤沥青可用于调合重质燃料油（做乳化燃料）或生产改质沥青。,C.胜帮公司,焦炉副产焦油的馏分含有大量的烯烃、多环芳烃等不饱和烃及硫、氮化合物，酸度高、胶质含量高。采用加氢裂化工艺，可完成不饱和烃的饱和、脱硫、脱氮反应、芳烃饱和，大大改善其稳定性、降低硫含量和降低芳烃含量的目的，获得优质化工原料。,C.胜帮公司,选择该工艺，煤焦油利用率高，小于400450煤焦油馏分可100%转化为优质化工原料，产品性质优良。该工艺属清
9、洁生产工艺，建设投资略高，操作简单，无需购买轻烃和石油，百分之百加工煤焦油。加氢技术在石油行业是非常成熟的洁净生产技术，5万吨/年的煤焦油加氢装置已经正常生产超过五年，10万吨/年的煤焦油加氢装置已经正常开车。,C.胜帮公司,煤焦油加氢生产化工原料，工艺流程简单、投资省、技术成熟、符合环保要求，综合考虑各种因素，推荐采用上海胜帮的煤焦油加氢工艺。,5.焦油加氢工序,本项目加氢装置设计考虑技术成熟度，同时考虑上游装置生产波动情况，主装置部分拟采用210万吨/年方案。 1.焦油加氢工序 2.改质沥青工序,5.1焦油加氢工序,5.1.1 原料预处理部分 5.1.2反应部分 5.1.3分馏部分,5.1
10、.1 原料预处理部分,从罐区来的原料油经超级离心机和过滤器除去25m的固体颗粒和大部分水，与预分馏塔顶汽体换热升温后，流经预分馏塔中段回流液换热升温，然后与预分馏塔底重油换热升温，最后加热达到360后进入减压分馏塔（切尾），减压分馏塔（切尾）底的重油部分作为沥青出装置，而其他馏出馏分混合后作加氢单元原料使用。,5.1.1 原料预处理部分 简易流程图, 煤焦油,离心机 & 过滤器,去掉大于 25um颗粒 和部分水,顶 中段 低,预分馏塔,减 压 分 馏 塔,1馏分,2重油,去加氢装置,去沥青装置,360,5.1.2反应部分,煤焦油切取的馏分进入加氢原料油缓冲罐，原料油缓冲罐用燃料气气封。自原料油
11、缓冲罐来的原料油经加氢进料泵增压后，在流量控制下与混合氢混合，经反应流出物/反应进料换热器换热后，然后经反应进料加热炉加热至反应所需温度，进入加氢精制段的反应器，加氢精制段共有二台反应器，各设两个催化剂床层，反应器间设有注急冷氢设施。,5.1.2反应部分,自加氢精制反应器出来的物料经换热后进入加氢裂化段进行加氢裂化反应，加氢裂化段为一台反应器，设两三个催化剂床层，反应器间设有注急冷氢设施。热高压分离器的气相经换热冷却后进入冷高压分离器，冷高压分离气相经脱硫化氢等净化后返回循环氢压缩机；,5.1.2反应部分 简易流程图,1馏分,原料油 缓冲罐,反应进料换热器,泵,氢气,加氢精制段 的反应器,加氢
12、裂化段,循环氢 压缩机,脱硫 化氢,3流出物,3反应 生成物,5.1.2反应部分,反应流出物料进入热高分，热高分油相进入热低分，热低分油进入稳定塔后再进入分馏塔分馏切割出石脑油、柴油和尾油。石脑油和柴油可以直接出装置进入储存罐区，尾油与稳定塔中下部采出的油换热后返回加氢裂化段进行加氢裂化反应。 新氢经新氢压缩机入口分液罐经分液后进入新氢压缩机 ，经两级升压后与循环氢混合。,5.1.2反应部分 简易流程图,稳 定 塔,分 馏 塔,3流出物,4尾油,4柴油,4石脑油,油罐,中下部,加氢裂化段,5.1.3分馏部分,从加氢裂化段来的反应生成物同样进入稳定塔，塔顶油气经塔顶空冷器和水冷器冷凝冷却至40，
13、进入稳定塔顶回流罐进行气、油、水三相分离。闪蒸出的气体排至燃料气管网，含硫含氨污水与高分污水一起送出装置，油相经稳定塔顶回流泵升压后作全回流；稳定塔中下部采出部分油与分馏塔底采出的尾油换热后返回稳定塔中下部；塔底流出物经重沸炉加热后进入分馏塔生产石脑油、柴油和尾油。,3反应 生成物,稳 定 塔,稳 定 塔 回 流 罐,塔顶 空冷器,水冷器,燃料 气管网,气体,排出,S及污水,全流程,油相,5.1.3分馏部分,分馏塔底的重沸器以燃料气为热源，塔顶油气经塔顶水冷器冷凝冷却至40，进入塔顶回流罐进行气、油、水三相分离。闪蒸出的气体排至燃料气管网。含硫含氨污水与高分污水一起送出装置。油相经塔顶回流泵升
14、压后部分作为塔顶回流，其余部分作为石脑油产品进入罐区。,5.1.3分馏部分,分馏塔侧线采出物通过泵增压后进入空冷器冷却至50后作为优质柴油进入罐区。 分馏塔底采出的尾油与稳定塔中下部采出的油换热后返回加氢裂化段进行加氢裂化反应。 为了抑制硫化氢对塔顶管道和冷换设备的腐蚀，在分馏塔和稳定塔塔顶管道采用注入缓蚀剂措施。缓蚀剂自缓蚀剂罐经缓蚀剂泵注入塔顶管道。,5.2.1改质沥青,自焦油减压塔底来的热态沥青送至第1、第3改质沥青反应釜，在釜内进行加热，使其软化点提高，并从第1、第3反应釜底自流入第2、第4反应釜。在此通过控制反应温度，促进并完成改质反应。每个釜由加热炉从釜外供热，加热炉用焦炉煤气做燃
15、料。第1、第3反应釜沥青温度控制在380390，第2、第4反应釜沥青温度控制在390410。改质沥青产品自第2、第4反应釜底流至改质沥青中间槽，用改质沥青泵送入改质沥青/脱水焦油换热器，再经改质沥青汽化冷却器）送至改质沥青高位槽，在此进行喷水冷却，当温度降至200左右时，放至改质沥青链板运输机，经水冷却成型后装车外运。,5.2.1改质沥青,第1、第2反应釜顶逸出的油汽进入闪蒸油冷凝冷却器，第3、第4反应釜顶逸出的油汽进入闪蒸油冷凝冷却器，冷凝液（即闪蒸油）自流入闪蒸油槽，用闪蒸油泵送至油库。,5.2.1改质沥青,本装置设沥青烟洗净系统，由沥青烟洗净器形成的负压将改质沥青中间槽、改质沥青高位槽、改质沥青平板成型机吸风罩等排出的烟气及闪蒸油冷凝冷却器排出的油烟气吸入排气洗净塔，由清洗槽泵将清洗槽中的洗油抽送至排气洗净塔中进行喷洒洗涤，洗涤后的净化气体排入大气。废洗油定期送往油库焦油槽，并补充新洗油。,6.小结,1.反应物、生成物 2.,工艺,焦油加氢,改质沥青,分馏部分,反应部分,原料预 处理,
