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1、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。 fFhca 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。 s(s_v ?k 此工艺技术路线可充分利用炼焦的副产品焦
2、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。 (15.?9 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50pp
3、m，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。 A v/y 1.煤焦油加氢技术概述 *s2 C+ef 1.1煤焦油的主要化学反应 *4?S 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： lx82:_ 加氢脱硫反应 k8&TV! g%4=T 加氢脱氮反应 3);W gh6 1 UFz 芳烃加氢反应 sNCS% OnE0+ 烯烃加氢反应 E %*lGu_ 7fSIB 加氢裂化反应 x&FBh !5H o
4、1V, 提高反应器压力和/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。 &-a 1.2.2反应温度 x*F_XE1#M 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。 +0n,eDjg 1.2.3体积空速 bRce 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
5、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。 g N?Io 1.2.4氢油体积比 3=kwr2lM 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。煤焦油加氢比一般的石油类原料，要求有更高的氢油比。原因是煤焦油组成是以芳烃为主，在反应过程中需要消耗更多氢气；另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程，需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走，避免加氢装置“飞温”。 hXh +!2h 1.2.5煤焦油性质 i.d#S 煤焦油的性质会影响加氢装置的操
6、作。 (W $!1 氮含量 q8f nUK?i 氮化物主要集中在芳环上，它的脱除是先芳环加氢饱和，后C-N化学键断裂，因此，原料中氮含量的增加，对加氢催化剂活性有更高的要求，同时，反应生成的NH3也会降低反应氢分压，影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。 RVjJ.A 硫含量 , Mrv 原料中的硫在加氢过程中生成H2S，因此，硫含量主要影响反应氢分压，高的硫含量增加，会明显降低反应氢分压，从而影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。 WEB enGQ 沥青质 u-#J!ZT8 沥青质对加氢装置影响主要是造成催化剂结焦、积碳，引起催化剂失活，加速反应器的提温速度，缩短催化剂的使用寿命。 HpTX6
7、微量金属杂质 BZWGXzOFh 原料中含的微量金属杂质主要有Fe、Cu、V、Pb、Na、Ca、Ni、Zn等，这些金属在加氢过程中会沉积在催化剂上，堵塞催化剂孔道，造成催化剂永久失活。 8AVG pL 2. 煤焦油的加氢结果（举例） 5NAB&Z|ozpq 加氢后产品性质 No+;yR 密度(20) /g/cm-3 0.8730 总环烷 80.6 +Y;w;Fq 馏程/其中: 一环 38.2 9jTm g% IBP/10% 120/196 二环 40.4 ,Taq 30%/50% 213/218 三环 2.0 i$W=5BSO 70%/90% 224/232 总芳烃 19.4 Z:s:NvFX
8、 95%/EBP 242/274 其中: 一环 18.1 ,2 _!hm / 十六烷值 33.1 二环 0.3 /A+32 B 由于洗油处于石油中的柴油沸程内，因此洗油加氢后只有一种产品，那就是好的柴油调和组分。由加氢生成的柴油馏分性质可以看出，其密度为0.8730、十六烷值提高为约33，已是很好的柴油调和组分。 $y&1.caMa Ai lfeHG 2.2高温煤焦油的蒽油加氢 8cyCRs 蒽油加氢的产品分布 ; 0pT0 项目数据， e+$jsPl 气体2.31 C2 x 177（柴油馏分）70.74 _z3YB C5+液收97.69 oPA vY T%mm; 蒽油加氢石脑油（65177）
9、的性质 f:-dw6a=s 密度(20)/g/cm-3 0.786 环烷烃 90.0 W=k%aB?p 辛烷值(RON) 65 C5/C6 0.2/19.0 BFD -p S/mgg-1 0.5 C7/C8 23.4/17.6 M%NapK N/mgg-1 Ei C6/C7 1.4/0.8 cMz#BWG C6/C7 1.9/1.7 D=fB&7% C8/C9 0.6/0.9 ndM OQb C8/C9 0.9/0.5 Mlpq2I_x C10 0.1 e177）性质 XU0f!23x 密度(20)/g/cm-3 0.8904 闪点/ 56 omV.QbNS 馏程/凝点/ NETZ.F IBP
10、/10% 176/213 冷滤点/ qx: 70%/90% 260/296 S/?g?g-1 5 ftqAF 95%/EBP 311/346 N/?g?g-1 177）则是优质的清洁柴油调和组分。 k#%19B 3.煤焦油的加氢结果讨论 YKh%Y1 3.1原料选择 aG |)k, 通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为延长加氢装置的运转周期，最大化提高经济效益，煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。总之是不含游离炭和无机物的煤焦油有机馏分。 NULzb 3.2加氢工艺流程选择 F7QQs3 通过对各
11、种煤焦油原料加氢的分析，为了从煤焦油中获得优质的石脑油馏分和柴油调和组分，应根据煤焦油加氢装置的进料的不同，选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等不同工艺流程，以满足对产品的要求。 v%aD:%wlY 4.煤焦油加氢的经济性 o7 !WOeZ3 煤焦油加氢技术装置主要包括：煤焦油加氢装置、制氢装置。制氢装置按焦化厂的焦炉煤气作原料制氢来计，以目前市场价格，一套10万吨/年的煤焦油加氢项目投资约16311万元，其中建设投资14300万元。年均销售收入50534 万元，年均总成本费用32392万元，年均所得税后利润 8868万元，投资利润率为81.14 %，静态投资回收期为3.53 年（含建设期1.5年）。各项经济评价指标远好于行业基准值，项目经济效益较好，并具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展、利于目前煤炭综合利用的具有较高经济回报的项目。 /7uD H 5.结论 C-6+ZIk4 5.1煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。 u gfV 5.2为满足产品要求，煤焦油加氢工艺根据煤焦油性质的不同，可选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺。 Vx
