1、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
2、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
3、%；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： 加氢脱硫反应 加氢脱氮反应 芳烃加氢反应 烯烃加氢反应 加氢裂化反应 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 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。 1.2.1
4、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，
5、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
6、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力。 沥青质 沥青质对加氢装置影响主要是造成催化剂结焦、积碳，引起催化剂失活，加速反应器的提温速度，缩短催化剂的使用寿命。 微量金属杂质 原料中含的微量金属杂质主要有 Fe、Cu、V、Pb、Na、Ca、Ni、Zn 等，这些金属在加氢过程中会沉积在催化剂上，堵塞催化剂孔道，造成催化剂永久失活。 2. 煤焦油的加氢结果（举例） 2.
7、1 高温煤焦油的重洗油加氢 加氢后产品性质 密度(20) /g/cm-3 0.8730 总环烷 80.6 馏程/其中: 一环 38.2 IBP/10% 120/196 二环 40.4 30%/50% 213/218 三环 2.0 70%/90% 224/232 总芳烃 19.4 95%/EBP 242/274 其中: 一环 18.1 十六烷值 33.1 二环 0.3 由于洗油处于石油中的柴油沸程内，因此洗油加氢后只有一种产品，那就是好的柴油调和组分。由加氢生成的柴油馏分性质可以看出，其密度为0.8730、十六烷值提高为约 33，已是很好的柴油调和组分。 2.2 高温煤焦油的蒽油加氢 蒽油加氢的
8、产品分布 项目 数据， 气体 2.31 177（柴油馏分） 70.74 C5+液收 97.69 蒽油加氢石脑油（65 177）的性质 密度(20)/g/cm-3 0.786 环烷烃 90.0 辛烷值(RON) 65 C5/C6 0.2/19.0 S/mgg-1 177 ）性质 密度(20)/g/cm-3 0.8904 闪点/ 56 馏程/凝点/ 177）则是优质的清洁柴油调和组分。 3.煤焦油的加氢结果讨论 3.1 原料选择 通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为延长加氢装置的运转周期，最大化提高经济效益，煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油） 、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油
9、和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。总之是不含游离炭和无机物的煤焦油有机馏分。 3.2 加氢工艺流程选择 通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为了从煤焦油中获得优质的石脑油馏分和柴油调和组分，应根据煤焦油加氢装置的进料的不同，选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等不同工艺流程，以满足对产品的要求。 4.煤焦油加氢的经济性 煤焦油加氢技术装置主要包括：煤焦油加氢装置、制氢装置。制氢装置按焦化厂的焦炉煤气作原料制氢来计，以目前市场价格，一套 10 万吨/年的煤焦油加氢项目投资约 16311 万元，其中建设投资 14300 万元。年均销售收入50534 万元，年均总成本费用 32392 万元，年均
10、所得税后利润 8868 万元，投资利润率为 81.14 %，静态投资回收期为 3.53 年（含建设期 1.5 年） 。各项经济评价指标远好于行业基准值，项目经济效益较好，并具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展、利于目前煤炭综合利用的具有较高经济回报的项目。 5.结论 5.1 煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油） 、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。5.2 为满足产品要求，煤焦油加氢工艺根据煤焦油性质的不同，可选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺。 5.3 煤焦油加氢生产优质石脑油和柴油调和组分项目的经
11、济效益较好，也具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展的项目。 另外，上海胜帮还做蒽油加氢，下面是蒽油加氢的资料 高温煤焦油的蒽油加氢 蒽油加氢的产品分布： 项目 数据， 气体 2.31 177（柴油馏分） 70.74 C5+液收 97.69 蒽油加氢石脑油（65177）的性质： 密度(20)/gcm-3 0.786 环烷烃 90.0 辛烷值(RON) 65 C5/C6 0.2/19.0 S/mgg-1 177 ）性质： 密度(20)/gcm-3 0.8904 闪点/ 56 馏程/ 凝点/ 177）则是优质的清洁柴油调和组分。 煤焦油的加氢结果讨论 原料选择 通过对各种
12、煤焦油原料加氢的分析，为延长加氢装置的运转周期，最大化提高经济效益，煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油） 、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。总之是不含游离炭和无机物的煤焦油有机馏分。 加氢工艺流程选择 通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为了从煤焦油中获得优质的石脑油馏分和柴油调和组分，应根据煤焦油加氢装置的进料的不同，选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等不同工艺流程，以满足对产品的要求。 煤焦油加氢的经济性 煤焦油加氢技术装置主要包括：煤焦油加氢装置、制氢装置。制氢装置按焦化厂的焦炉煤气作原料制氢来计，以目前市场价格，一套 10 万
13、吨/年的煤焦油加氢项目投资约 16311 万元，其中建设投资 14300 万元。年均销售收入50534 万元，年均总成本费用 32392 万元，年均所得税后利润 8868 万元，投资利润率为 81.14 %，静态投资回收期为 3.53 年（含建设期 1.5 年） 。各项经济评价指标远好于行业基准值，项目经济效益较好，并具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展、利于目前煤炭综合利用的具有较高经济回报的项目。 结论 煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油） 、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。为满足产品要求，煤焦油加氢工艺根据煤焦油性质的不同，可选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺。 煤焦油加氢生产优质石脑油和柴油调和组分项目的经济效益较好，也具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展的项目。 七台河宝泰隆圣迈 10 万吨/年高温煤焦油加氢装置顺利开车，是上海胜帮石油化工技术有限公司设计
