最全!我国各大煤制油企业生产轻质化煤焦油技术的应用

煤焦油是煤炭在热解过程中产生的液体,根据干馏温度和工艺的不同,可分为低温煤焦油(450~650 ℃)、中温煤焦油(650~900 ℃)和高温煤焦油(900~1000 ℃)。

目前,对煤焦油中高附加值产品的提取能力有限,多数仍用作粗燃料直接使用,不仅经济性差,且严重污染环境。而通过加氢工艺将煤焦油生产成清洁燃料油,可以解决长期以来困扰我国焦化行业资源综合利用低、环境污染严重、石油资源不足等问题,具有良好的经济、社会和环保效益。

一、煤焦油加氢工艺

煤焦油加氢工艺按照其原料预处理方式的不同, 可分为常减压蒸馏+固定床加氢技术、延迟焦化+固定床加氢技术、悬浮床加氢(含非均相)+固定床加氢技术和沸腾床加氢+固定床加氢技术。

1 常减压蒸馏+固定床加氢技术

1.1 加氢精制工艺技术

首先用常减压蒸馏将煤焦油切割成<370 ℃的轻馏分油和>370 ℃的重油,将<370 ℃的轻馏分油作为固定床加氢精制装置的原料,进入加氢反应器脱硫、氮、氧、金属等杂质,以及饱和烯烃和芳烃,产品主要有液化气、石脑油和柴油调和组分。该工艺特点是投资少、工艺简单,轻油收率低、柴油的十六烷值较低。该技术目前在哈尔滨气化厂、内蒙古庆华等企业应用。工艺流程如图 1。

1.2 加氢精制-加氢裂化工艺技术

加氢精制-加氢裂化工艺以常减压蒸馏装置<460 ℃的馏分油或全馏分油(中低温煤焦油)作为固定床加氢精制-加氢裂化装置的原料,通过加氢精制脱除硫、氮、氧、金属、并对烯烃和芳烃进行加氢饱和,通过裂化把其中的重油或沥青转化成轻馏分油,最大限度地提高轻油收率和改善产品质量。与单纯的加氢精制相比较,该工艺的优点是轻质油回收率高,十六烷值高,缺点是投资较高。该技术目前在神木富油能源科技有限公司、山东宝舜化工科技有限公司等企业应用。工艺流程如图 2。

2. 延迟焦化+固定床加氢工艺技术

该技术借鉴石油加工中的延迟焦化技术,将煤焦油通过热裂化反应,先生成气体、轻馏分油(<370 ℃)和焦炭,然后分馏后将轻馏分油送至固定床加氢精制/加氢裂化反应器,生产石脑油和柴油调和组分。该技术目前在陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司等企业应用。工艺流程如图 3。

3.(非均相)悬浮床加氢+固定床加氢工艺技术

悬浮床加氢技术是将原料、氢气和添加剂混合后进入反应器,发生热裂化和加氢反应。悬浮床的反应产物进入热高压分离器分离,气体产物进入固定床加氢反应器进一步加氢处理,生产液化气、石脑油和柴油调和组分。该技术目前在延长石油安源化工有限公司等企业应用。工艺流程如图 4。

非均相悬浮床与悬浮床加氢技术的最大区别是先将原料进行脱酚处理后,将脱酚油和柴油馏分直接进固定床加氢反应器,而>370 ℃重油作为悬浮床加氢的原料。该工艺特点是可以处理全馏分煤焦油,液相收率高,产品质量好。工艺流程如图 5。

4 .沸腾床加氢+固定床加氢工艺技术

首先对原料油进行脱水和脱渣,然后将原料油与氢气混合,经加热后从反应器底部进入沸腾床加氢反应器,反应分离后的馏分油进入固定床加氢装置进一步加氢精制和加氢裂化,生产液化气、石脑油和柴油调和组分。该工艺特点是能处理全馏分煤焦油,资源利用率高,产品液体收率高。该技术目前在河北新启元能源技术开发股份有限公司等企业应用。工艺流程如图 6。

二、 分析与讨论

上述煤焦油加氢技术对比可得:悬浮床和沸腾床加氢技术均可加工全馏分煤焦油、产品液收率高、质量好,但投资高、操作复杂,技术尚处于工业化初期,还需要不断改进和完善。延迟焦化+固定床加氢技术也可加工全馏分油,但工艺复杂,液体收率低,资源利用不充分。常减压蒸馏+固定床加氢技术成熟可靠,已有大规模工业化装置运行。

三、结 论

(1)针对国内油、煤、气能源结构的特点,大力发展煤焦油加氢生产清洁燃料油工艺技术是合理利用煤焦油资源的有效途径;

(2)目前煤焦油加氢技术中最先进的是悬浮床和沸腾床加氢,其资源利用效率高,产品质量较好,但投资和加工费用较大,技术尚处于工业化初期,还需要不断改进和完善;

(3)常减压蒸馏+固定床组合加氢技术成熟可靠,已有大规模工业化应用装置,但受原料影响严重,液体收率不稳,适于中小规模的加工装置;

(4)企业应该按照自身特点、对产品的要求和市场需求来选择煤焦油加氢工艺技术。

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