煤焦油加氢研究报告.pdf

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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。

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。

此工艺技术路线可充分利用炼焦的副产品焦油、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。

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50ppm,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。

1.煤焦油加氢技术概述

1.1煤焦油的主要化学反应

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：①加氢

脱硫反应②加氢脱氮反应③芳烃加氢反应④烯烃加氢反应⑤加氢裂化反应⑥加

氢脱金属反应

1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素

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主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为：反应压力、

反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。反应压力

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。

1.2.2反应温度

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。

1.2.3体积空速

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。

1.2.4氢油体积比

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。

1.2.5煤焦油性质

煤焦油的性质会影响加氢装置的操作。

氮含量

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。

硫含量

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

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