中溫煤焦油加氫原料的雜質處理研究

賀彥峰 李萬飛（陜西煤業化工集團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處理研究

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

煤焦油是煤炭企業生產加工過程中所產生的附屬產品，同時它又是一種極為重要的能源物質。目前中溫煤焦油深加工處理廣為采用加氫工藝操作，此項工藝既能確保反應效率，還能夠實現產出清潔燃料用油的目標。中溫煤焦油加氫原料工藝流程的首要環節是對煤焦油進行預處理。本文以此作為研究對象，重點探析中溫煤焦油加氫工藝雜質處理的特性、原理和流程，希望能為今后對此領域的研究提供一些參考。

中溫煤焦油；雜質處理；預處理；加氫

煤焦油作為是煤炭加工的附屬產品，其開發和利用價值極高。我國煤炭資源與石油、天然氣資源相比較為豐富，一直屬于產煤大國。因此，煤焦油的產出數量也十分驚人。我國對煤焦油深加工處理技術領域的研究較晚，從而導致煤焦油行業發展的總體水平尚處于初級階段。目前煤焦油行業存在著企業規模不夠、產品種類單一、加工技術相對滯后和易造成環境污染等問題。這就需要煤焦油行業應該不斷加大技術研發和創新。傳統的煤焦油蒸餾分離技術在國內焦化企業應用較為廣泛，雖然其具有自動化程度高、易操作等優點，然而其缺點也十分明顯，例如：前期投資大、易造成安全隱患、后期維護較為復雜、高耗能等特點。而中溫煤焦油加氫處理技術是目前較為先進的工藝，開辟了煤焦油加工轉換燃料汽油或柴油的新突破，不僅實現了提升煤焦油加工企業經濟效益的目標，而且極大緩解了國內能源供應不足所帶來的壓力。中溫煤焦油加氫原料工藝流程的第一步是煤焦油的預處理，只有確保煤焦油中雜質的有效處理，才會為接下來的燃料用油的生產提供基礎和保障。

1 煤焦油的成分和性質

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等物質。因此加工技術前必須進行脫雜處理，否則很容易造成環境污染，并且影響產品油的質量和性能。準確地說雜質預處理是整個工藝的先決條件。中溫煤焦油加氫原料的雜質處理還必須要了解煤焦油的特殊性質，以針對性地做好處理工藝的選擇和設計。首先，煤焦油呈黑色或褐色，屬于粘稠液體，且會發揮刺激性難聞氣味。此外還具有不穩定的化學性質，其安全性能和存儲性能也無法保障；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，只有經過加氫裂化處理，才會滿足燃料用油生產需求；最后，固態機械雜質的存在是煤焦油預處理的主要目標。

2 中溫煤焦油加氫原料預處理脫雜的工藝原理及操作流程

首先，中溫煤焦油預處理裝置采用延遲焦化工藝，它是目前我國焦化企業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，因此焦閥具有無堵性且能夠獨立設置開工線的特點；其次，中溫煤焦油在預處理之前，要先將其在原料罐內充分混合攪拌，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，煤焦油會被加熱，同時與分餾塔內循環油一起進入加熱爐進料緩沖罐，待二者充分結合后，再由進料泵送入加熱爐，直至加熱溫度達到450攝氏度左右，在四通閥的作用下進入焦炭塔底，煤焦油在焦炭塔中會發生化學反應，具體包括裂解和縮合反應兩種，裂解和縮合后生成的焦碳層隨著反應的持續進行而源源不斷地堆積在焦炭塔內；最后，加氫反應生成的餾分油要統一進入分餾塔內進行重新分離，根據餾分油的不同溫度可以生產出各種燃料用油。一方面，分離塔底部呈現黃色透明狀的液體稱為重油，重油進一步處理加工就會生產出柴油產品；另一方面，分離塔內呈現無色透明狀液體是石腦油，石腦油進一步處理加工則會生產出汽油產品。同時，其余富氣經過脫硫處理后，可以作為燃料氣為加熱爐所利用。經以上分析，脫雜預處理過程是整套工藝加工處理的關鍵步驟，是中溫煤焦油行業必須要重視的關鍵，一旦在此環節出現任何紕漏，那將直接影響接下來工藝的處理操作，最為關鍵的是會直接導致燃料油等產品質量不合格現象的發生，這不僅會造成了企業經濟效益的極大損失，也會導致煤焦油資源的重大浪費。

3 脫雜預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，同時粘稠度隨之下降；其二，煤焦油的凝點下降了50攝氏度左右，致使流動性普遍提高；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，瀝青等膠質化合物及固態雜質也基本上實現了清除。

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，而壓強要保證在2.0MPa。另外，為了高效達成煤焦油的加工處理，生產中要不斷優化循環利用技術和工藝。預處理環節中，根據不同雜質的類別和比例，延遲焦化工藝的運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含量較多的現象，就應該適當提高壓力，使其充分地被除掉，進而確保處理后煤焦油的各項指標滿足接下來工藝的需求。

總之，預處理脫雜后的中溫煤焦油就會生成粗品原料油，原料油在氫原料的作用下進而發生反應。脫雜處理在保證燃料產品的品質、性能方面具有不可替代的作用。此外從提高產品回收率和增加企業生產效益的視角下分析，其優勢更不言而喻。隨著中溫煤焦油加氫技術工藝的不斷優化和完善，雜質處理技術也需要及時更新和改進。因此，焦化企業要重視技術的創新，不斷研發出更為科學和先進的生產工藝和設備。這樣不僅能夠提高企業競爭的優勢，同時也會實現企業節能環保的目標。

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