中低溫煤焦油加氫技術進展與改質工藝研究

黃海輪 曹立朋

摘 要：我國作為一個煤炭生產和消耗大國，在新時期背景下如何提升能源利用效率尤為重要。煤焦油是煤干餾的副產物，在傳統粗放的利用方式中，煤焦油資源的優勢并未得到有效的開發。本文從優化處理工藝的視角入手，分析介紹了煤焦油加氫的原理及工藝，闡述了加氫技術現狀及實施整改措施的必要性，最后提出了加氫改質工藝的應用意義，旨在為煤化工企業提供一絲參考和幫助，以期獲取更多的經濟和社會效益。

關鍵詞：中低溫煤焦油;加氫技術;改質工藝

在我國能源結構當中，煤炭占據了主要形式。而且一直以來利用方式相對簡單，工藝較為落后，多以直接燃燒為主，加工深度明顯不足，對環境也造成了極為嚴重的污染。近年來，隨著國家倡導節能減排政策的深入，在煤焦油產量不斷增加的背景下，需要進一步提高其使用價值。為此對煤焦油進行加氫改質成為了研究的重點課題。改質工藝不僅能夠生產出環境友好型清潔燃料，例如汽、柴油等產品，還可以滿足當今的市場需要，減少對環境的污染和危害，降低能源浪費的現象，具有鮮明的現實意義和環保效益。

1 煤焦油加氫的原理

煤焦油為硫、氮、及多環芳烴、烯烴等不飽和烴化合混合物，作為煤化工液體副產品之一，其來源為煤炭熱解、氣化或干餾后的產物。由于其結構組成十分復雜多變，為此雜質含量不穩定且安定性較差，將其直接作為燃料使用是不可能的。而通過加氫改質實踐，借助溫度、壓力和催化劑，能夠將不飽和的烴化物飽和，同時排出硫、氮等雜質，可以實現凈化提純的優質燃料油的目標。

2 煤焦油加氫技術進展介紹

2.1 加氫精制工藝

煤焦油加氫技術的應用范圍相對廣闊，其中煤焦油中的芳香烴、飽和烴、金屬、氧、氮、硫都可以作為生產原料，但是直接加氫利用，會導致原料利用率低，不符合標準。為此需要采用加氫精制工藝，使煤焦油經過預處理之后，送混合氫氣原料，通過加熱加氫反應以及冷卻過程，使得氣體和液體在分離器中分離，最后得到相應的重油和輕油。

2.2 加氫裂化工藝

加氫裂化工藝的優點在于提高了輕質油收率，資源的利用效率得到有效的提升。與傳統加氫工藝相比，裂化工藝的操作過程更加復雜，而且加氫工藝得到優化，可以將瀝青質重油和煤焦油轉化為輕質餾分。

2.3 非均相懸浮床加氫工藝

該工藝最初由中國煤炭科學研究總院煤炭研究所率先提出，其原理是加入了多相催化劑加氫處理方法，在煤焦油懸浮床加氫過程中，工藝溫度要低于370℃，確保部分催化劑和重質部分保持活性，接下來使用硫化劑，對剩余煤焦油和催化油漿進行增壓，最后通過加氫裂化反應和加氫反應器排出的相應化合物。

2.4 液相裂化加氫工藝

該技術為液體熱解加氫工藝，主要是優化和完善了催化劑，進而開發出高壓液相加氫技術，在設定好的催化劑、壓力和溫度條件下，主要原料選取了重質煤焦油重質餾分，在液相裂化加氫工藝的保障下，柴油、汽油、煤焦油熱解過程將會持續完成。

3 中低溫煤焦油加氫改質展望

煤焦油本身具有難聞的刺激性臭味，對于人們的身體健康和周圍環境影響極大。通過采取蒸餾以及加氫改質處理，煤焦油中帶有刺激性氣味的物質能夠深度開發和利用，尤其是在耐高溫材料、農醫藥和塑料膠等領域已經取得了不俗的成果。隨著我國化工科研人員對加氫技術研究的深入，改質工藝已經取得了重大的突破和進展，但是其中存在的問題依然不容忽視，還需要不斷對其完善和修改。一方面，還需要繼續加大研究部署和力度，不斷開辟新的思路和發展道路，例如向新型清潔利用方向轉變和升級。另一方面，完善煤焦油的加氫技術，選擇適當合理的參考技術指標。此外拓展原料的來源，確保為新型材料的開發提供源源不斷的支撐保障。

4 研究中低溫煤焦油加氫改質工藝的現實意義

在中低溫煤焦油加工過程中，加氫效果與液體體積空速、氫油體積比、反應壓力、反應溫度息息相關，為了取得預期目標和效益，需要采取最佳的工藝條件和反應壓力，使得尾油餾分、混合重芳烴、混合輕芳烴可以作為優質的原料。在加氫裂化和催化裂化反應中，所得到溶劑油加氫尾油能夠全效利用，為此研究加氫改質工藝不僅對于煤化企業提高生產質量具有戰略意義，同時還是提升煤焦油生產效率的基礎保障。具體意義表現如下：加氫裂化催化劑以及加氫精制催化劑在改質處理條件下，能夠去除金屬、氮、硫等不需要雜質，對于改善了產品的性質功不可沒。此外，在特定反應溫度、壓力條件下，中低溫煤焦油加氫改質工藝可以得到進一步的完善，同時產物中硫和氮含量很低，能夠為后續的加氫裂化和催化裂化提供優質原料。最后，加氫改質轉化后，有害環境的物質得到全方位的控制，既收獲了高附加值的燃料，又帶來了環保效益、社會效益和經濟效益。

總之，煤化企業應該加強對中低溫煤焦油加氫改質工藝的創新研發。通過加氫改質，既能夠提高煤焦油的利用率，又可以降低對環境的危害。面對嚴峻的環境污染形勢，更應該加強對其的研究和改進，不斷創新和完善生產實踐，為社會創造更多的清潔能源和產品，最終推動煤化企業經濟效益和環境效益的同步提升。

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