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常景泉
（神木天元化工有限公司,陕西 榆林 719319）
摘 要：文章论述了通过煤焦油制取汽柴油替代品石脑油和燃料油的加工工艺.以中、低温煤焦油为原料,采用常减压蒸馏或其他方式去除重质油后,配合加氢工艺脱除煤焦油中的硫、氮、氧和其他有害成分,使煤焦油中烯烃饱和,从而改善煤焦油质量,制得合格的燃料油替代品.
关键词：煤焦油；加氢转化；燃料油；燃料油替代品；烯烃饱和
中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）25-0072-02
国内煤焦油生产工艺主要有以下两种,一种是煤焦油蒸馏分离技术,即利用焦油的各组分性质有差别,但性质相近组分较多,采用蒸馏方法切取各种馏分,使酚、萘、蒽等欲提取的单组分产品浓缩集中到相应馏分中去,再进一步利用物理和化学的方法进行精细化工组分的分离.另一种为煤焦油加氢轻质化处理工艺,即利用石油加氢及裂化的工艺原理脱除有害杂质、重金属,烯烃及芳烃饱和,原料烃裂解成较小的分子并异构化等反应将质量较差的重质原料转化为优质产品,生产替代石油产品的清洁燃料油技术.
一、煤焦油的性质和化学组成
煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产品.根据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油： 低温（ 4 5 0 ℃ ～ 6 5 0 ℃ ） 干馏焦油； 低温和中温（ 6 0 0 ℃ ～ 8 0 0 ℃ ） 发生炉焦油； 中温（900℃～1000℃）立式炉焦油；高温（1000℃）炼焦焦油.无论哪种焦油均为具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的粘稠液体.在20℃时的密度介于0.98～1.2g/cm3,其值随温度的升高而降低.煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物,含有1万多种化合物,可提取的约500种.目前,有利用价值并且可提取并经济合理的约50种,其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、沥青等系列产品是合成塑料、合成纤维、农药、染料、医药、涂料、助剂及精细化工产品的基础原料,也是冶金、合成、建设、纺织、造纸、交通等行业的基本原料,许多产品是石油化工中得不到的,因此,煤焦油加工可促进这些行业的发展.并且提高资源利用率,有利于环境保护和发展循环经济.
二、煤焦油加氢的反应原理
煤焦油加氢为多相催化反应,在氢气存在下,馏分中含硫、氮、氧的非烃组分和有机金属化合物分子发生脱除硫、氮、氧和金属的氢解反应,烯烃和芳烃分子发生加氢反应使其饱和.烃类和非烃类化合物加氢转化,烷烃、烯烃进行裂化、异构化和少量环化反应,多环化物最终转化为单环化物.通过加氢可以改善油品的气味、颜色和安定性,提高油品的质量,满足环保对油品的使用要求.反应方程如下：
1.加氢脱硫反应.
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2.加氢脱氮反应.
3.芳烃加氢反应.
4.不饱和烃加氢反应.
5.加氢裂化反应
6．加氢脱金属反应.金属有机化合物大部分存在于重质煤焦油馏分中,加氢精制过程中,所有金属有机物都发生氢解,生成的金属沉积在催化剂表面而使催化剂减活,导致床层压降上升,沉积在催化剂表面上的金属随反应周期的延长而向床层深处移动.当装置出口的反应物中金属超过规定要求时即认为一个周期结束.
三、煤焦油加氢生产清洁燃料油的工艺路线
煤焦油加氢轻质化处理工艺,煤焦油加氢轻质化处理工艺是一项以产业化为目标的研究项目.整个项目的完成经历了以下几个过程：实验室研究（煤焦油加氢轻质化工艺技术参数）煤焦油联产汽、柴油工艺小试；煤焦油联产汽、柴油工艺中试及工业放大等3个主要阶段.加工基本路线如图1所示：
目前国内具有代表性的几种加氢生产路线如下：
采用第一种运行方式的装置实际运行中,由于后续加氢生产周期时间短,反应器撇头次数多,结焦严重等原因现在基本已经改造.采用第二种方式的装置有七台河宝泰隆煤化工集团的10万吨/年煤焦油加氢装置,哈尔滨气化厂的5万吨/年煤焦油加氢改质装置,运行状况基本良好,重质油部分大于360℃馏分生产沥青效果不好.采用第三种方式的装置如神木天元化工有限公司的50万吨/年煤焦油轻质化装置,2010年9月份装置运行至今,生产稳定.采用第四种方式的现阶段还处于工业化实验阶段,选取适宜的溶剂和超临界溶剂,研制具有反应定向选择性的催化剂,是改项目的核心技术,也是研发和工业化放大的难点.
四、结论
1．煤焦油加氢处理得到的产品中石脑油中硫、氮含量低,芳潜高,可以作为石脑油重整原料生产轻芳烃和汽油；尾油进一步裂化可以得到替代柴油的优质燃料油.
2．将煤焦油加工转化为沥青/沥青焦,石脑油及燃料油,得到附加值高的产品,具有很高的经济效益.
3．通过加氢技术脱除了煤焦油中的有害杂质,降低了煤焦油直接作为燃料油直接利用而减少了环境污染,具有很好的环保效益.
4.煤焦油加氢项目规模较小,工艺技术还有待提高,不能形成装置多联产化的能源综合利用路线.
参考文献
[1]本书编委会．煤焦油生产新工艺新技术与操作安全及质量检验标准规范实用手册[M]． 北方工业出版社, 2007．
[2]肖 瑞华．煤焦油化工学[M]．冶金工业出版社,2002．
[3]马建亮,等．利用煤焦油加氢转化试制燃料油[J]．河南冶金,2005,13 （6）．
作者简介：常景泉（1975-）,男,吉林永吉人,供职于神木天元化工有限公司, 中级职称 ,研究方向：煤化工、煤焦油化学.
（责任编辑：陈 倩）
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煤焦油制燃料油品引用文献:
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[2] 煤焦油硕士学位毕业论文范文 煤焦油方面毕业论文格式模板范文2500字
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