中低温煤焦油加氢催化剂制燃料技术简介.docVIP

精品论文 参考文献 中低温煤焦油加氢催化剂制燃料技术简介 陕西东鑫垣化工有限责任公司 陕西 榆林 719000 【摘 要】介绍了国外中低温煤焦油的利用现状及我国目前中低温煤焦油利用中存在的主要问题：没有产业化项目、研究单位分散、缺乏产学研结合的平台等。最后阐述了煤焦油加氢制燃料的技术路线。 【关键词】煤焦油；加氢催化；技术路线 1.引言 我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，煤炭储量远大于石油和天然气。在煤的利用途径中，煤的热解能提供市场所需的多种煤基产品，是洁净、高效和合理利用低阶煤资源，提高煤炭产品附加价值的有效途径。煤的热解也称为干馏或热分解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，在不同温度下发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程。煤热解的结果是生成煤气、焦油或称热解油、半焦或焦炭等产品，尤其是低阶煤热解能得到高产率的煤焦油和煤气。根据煤热解温度的不同，煤焦油可分为低温（lt;800℃）、中温（800℃~1000℃）和高温（gt;1000℃）三种。作为煤化工产业中重要副产品，煤焦油产量巨大且极具利用价值，是煤炭清洁高效利用中不可回避的问题。近年，随着我国经济及煤化工产业的迅速发展，煤焦油的产量也快速增长。中温煤焦油来源于600~800℃发生炉和900~1000℃的立式炉炼焦工艺，与高温煤焦油的主要差别在于焦油的产率相对较高，其组成中酚类含量较高，沥青含量较低，对于中低温煤焦油，由于其成分集中度很低，主要研究方向是加氢制燃料油。 2.国外中低温煤焦油利用现状 对于中低温煤焦油，由于其成分集中度很低，主要研究方向是加氢制燃料油。就国外而言，二十世纪二、三十年代德国曾出现过“煤及煤和焦油的高压加氢液化技术”，即所谓的古典加氢技术，该技术涉及到煤和煤焦油混合体系的加氢，可看作石油加氢及煤焦油加氢技术最早的起源。在随后的二十世纪四十年代，德国也曾对煤焦油加氢进行过研究，由于当时的工艺条件中反应压力很高，没有实现产业化。以后几十年由于石油的发现和大量开采，老式加氢技术的研究开发也就基本停止了。1986年的日本专利“昭61－103988”（申请了中国专利CN851074411989和美国专利US4855037）以Mo、Co氧化物或Mo、Ni氧化物为催化剂，使蒸去轻组分后沸点高于280℃的煤焦油组分加氢制得加氢产品。由上知国外直接关于煤焦油加氢的文献报道较少，且多为专利，尤其二十世纪90年代后的报道更是难以见到。同时，也未见产业化的报道或实例，这可能与国外一直限制煤焦油产量、将煤焦油加工向不发达国家转移，煤焦油深加工多元化等产业状况有关。 3.我国目前中低温煤焦油利用中存在的主要问题 进入二十一世纪以来，由于低温干馏工业的发展，我国产生了大量的中低温煤焦油。囿于缺少与之相适应的先进的加工技术，使得其利用方式相对粗放，不仅产生大量的污染，同时也造成煤焦油的巨大浪费，这种现状促进了对煤焦油清洁利用技术的研究。 由于中低温煤焦油成分集中度很低，主要研究方向是加氢制燃料油。煤焦油本身成份复杂再加上来源不一使得煤焦油制燃料油技术的研究变得较为复杂，不同组份和来源的煤焦油可能需要不同的工艺和相应的催化剂才能实现向燃料油的转化。目前，我国中低温煤焦油利用主要问题在于缺乏集成化和高效清洁的大规模处理技术。主要原因： （1）实验室研究以模型化合物为主，煤焦油加氢研究较少且往往在只有加氢单元的小装置上进行简单评价，以基础研究为主，距离中试放大及工业化所需集成化技术要求相去甚远。 （2）研究单位分散，研究驱动力不足，难以持续。大多以项目为节点，技术无法在团队化组织下持续积累。 （3）缺乏产学研平台，无法形成科研人员、工程技术人员、生产部门、市场等各方合作、协同、凝聚的一体化操作体系。 4.煤焦油加氢制燃料油技术路线 煤焦油加氢制燃料油技术以煤焦油为原料，首先进行预分馏切割，切出的煤焦油馏分进入连续操作固定床反应器，在加氢专用催化剂上进行大分子裂化、烯烃及部分芳烃饱和，脱硫、氮、重金属等一系列反应，改变油品的组成、稳定性、颜色、气味、燃烧性能等，再经过分离得到轻质化、清洁化、高值化的燃料油产品。切割剩余的部分经调和改质后可以作为高等级道路沥青也可做碳材料。 煤焦油加氢工艺技术路线具体主要由原料预处理、加氢反应和产品分离三大部分组成。原料预处理部分的设置主要基于中低温煤焦油组成较为复杂，除了芳烃、烷烃、烯烃等外，还存在着沥青重组分、重金属、机械杂质及水分等。沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物，常温下为黑色固体，无固定的熔点，