中温煤焦油加氢原料的杂质处理摘要：针对目前国内煤焦油加工工艺的阐述，尤其是煤焦油加氢轻质化的预处理方面，天元化工通过延迟焦化的工艺原理，通过处理前后的结果分析对比，得知煤焦油中的沥青质、胶质、残炭及重金属极大的得到降低，且很好的改善了下游加氢原料的品质，同时降低了原料中的硫、氮含量。生产结果表明：预处理后的油品为后续的全馏分加氢提供了长周期运行的条件。关键词：煤焦油杂质预处理延迟焦化一、引言附产物煤焦油的产量也相当大，如此大的煤焦油产量，煤焦油是煤加工的主要附产物之一，目前还没有其加工过程是多种多样的，由于各种因素，国内的加工一家企业是只为生产煤焦油而建厂的。但我国是产煤大工业发展还处在一个初级阶段，规模较小，技术水平不国，煤的加工工业总量也占全球相当大的份额，因此其够高，产品不够多，环保水平差是现阶段我国煤焦油加表 1 预处理前煤焦油性质分析项目原料煤焦油分析方法密度，g/cm31.0344 gb/t1884-92馏程/ibp/10% 211/249 30%/50% 312/36570%/90% 419/53095%/ebp粘度（100） ，mm2/s22闪点（开）/138 gb/t3536凝点，30 gb/t7510-83残炭，m%5.0 gb/t117144灰分，m%0.038 gb/t508-85酸值，mgkoh/g0 gb/t258，m% 81.98sh/t 0656-1998（2007），m% 8.22，m% 0.16 sh/t 0689-2000 /gg-1 10000 sh/t 0704-2009碱性氮，gg-14154 sh/t 0162-92fe，gg-1 47.67等离子法ni，gg-1 0.4889v，gg-1 0.0959ca，gg-1 26.07组成分析数据，m%链烷烃 5.9 环烷烃 5.0胶质 73芳香烃 16.1机械杂质，%0.11作者简介 ：姓名：常景泉；性别：男；出生：1975 年 4 月；籍贯：吉林省永吉县；职称：中级；学历：本科地址：陕西省神木县锦界工业园区神木天元化工有限公司124 城市建设理论研究城市建设理论研究 2011 年 10 月 25 日 cheng shi jian she li lun yan jiu经济建筑工的工业现状。国内煤焦油生产工艺常见有以下两种，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分离。另一种是煤焦油加氢轻质化处理工艺，进而生产轻质化燃料油。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。国内加氢技术目前基本还是处于中试阶段，集中化、大型化和现代化的产 业体系还需研究和开发工作。而天元化工已在中试 50万吨/ 年煤焦油轻质化项目的处理上达到了稳定生产运行。尤其煤焦油中机械杂质的处理方面，没有采用常规的先分馏去除沥青而后加氢的方式，而是采用延迟焦化的工艺原理，极大的降低了煤焦油中的胶质和残炭，为后续的煤焦油加氢长周期运行提供了保证。二、原料来源及性质神木天元化工是利用神木和府谷为中心的陕、蒙、晋三省交界处的中温煤焦油为原料，经预处理然后加氢精制及裂化来生产轻质化燃料油。由于煤焦油中含有硫、氧、氮、金属杂质和其它机械杂质，在使用过程中会对环境造成污染，只有除去所含的杂质，才能使其得到合理利用，并提高使用价值。预处理前煤焦油的性质如下表 1。从表 1 上数据分析看出：（一）煤焦油中油馏分氮含量高、粘度大、 “胶质、沥青质、芳烃”含量高、金属含量高、酸度高、安定性差，无法作为优质燃油或汽柴油调和组份出厂，因此，必须对上述中油馏份进行预处理。（二）煤焦油重馏分“胶质、芳烃”含量高、金属含量高，无法作为清洁燃料，因此，必须对上述煤焦油重馏分进行加氢处理（改质）和加氢裂化，降低残炭，脱除 s、n，进裂化和深度饱和，降低密度、降低馏程。 （三）机械杂质的含量为 0.11-0.23%，必然要影响生产。因此，生产前原料必须经过净化处理，才能满足生产要求。三、工艺原理及原则流程预处理装置采用了石油炼制中成熟的延迟焦化的一炉两塔工艺，全井架式水力除焦系统，无堵焦阀，设置独立开工线。中温煤焦油在原料罐区混合、沉降脱水后，直接表 2 预处理后煤焦油性质分析分析项目400馏分油分析方法密度，g/cm30.9819 gb/t1884-92馏程/ibp/10% 175/22530%/50% 262/30770%/90% 344/39295%/ebp粘度（80） ，mm2/s2.14 gb/t11137-89凝点，8 gb/t510-83残炭（电炉法） ，m%0.095 sh/t0170-2000灰分，m%0.0015 gb/t508-85酸值，mgkoh/g 0.03 gb/t18609-2001，m% 84.33 sh/t 0656-1998（2007），m% 9.87，m% 0.11 sh/t 0689-2000，m% 0.47 sh/t 0704-2009碱性氮，gg-1280.4 sh/t 0162-92fe，gg-1 0.71原子吸收ni，gg-1 9.38v，gg-1 0.42ca，gg-1 0.81胶质，m%20.34 sh/t0266-92甲苯不溶物，m%0.006 甲苯离心法城市建设理论研究 125城市建设理论研究 2011 年 10 月 25 日送至原料缓冲罐，先经过换热， 与分馏塔底循环油混合进入加热炉进料缓冲罐，然后由加热炉进料泵抽出送入加热炉，加热到 430经过四通阀进入焦炭塔底部，原料在焦炭塔内进行裂解和缩合反应，缩合生成的焦炭层从下至上逐渐集结在焦炭塔内。焦化反应分解生成的高温油汽从焦炭塔顶部引出，进入分馏塔进行产品分离，从上至下被分割成富气、汽 油、柴油、蜡油，焦炭塔内生成的沥青焦（石油焦）作为产品出厂。富气经压缩机升压后进入脱硫系统，采用甲基二乙醇胺溶液脱硫，生产净化干气供给加热炉作为燃料气。预处理（延迟焦化）工艺流程示意图3 预处理后原料油性质表 2 给出了煤焦油经预处理后的油品性质与表 1的差别，从表中可以看出，油品的馏程得到改善，干点极大的得到降低；粘度降低；凝点从 30将为 8，增大了流动性；氢含量 m% 由 8.22 增大为 9.87，增大了油品的氢炭比；有害元素硫氮含量得到降低；重金属含量得到降低；胶质沥青质及残炭等也大幅降低。4 实际生产情况总结装置中加热炉温度控制在 460左右，操作压力控制在 2.0mpa 以下生产可以获得较高的液体产品收率和cheng shi jian she li lun yan jiu经济建筑较低的焦炭产率；在生产中采用循环操作，焦炭产率会相应增加。另外，过高的反应压力会加剧裂解深度，导致柴油十六烷值下降较多，增加后续加氢提高十六烷值的难度。生产中随着反应压力的提高，产品性质得到改善， 蜡油密度下降，残炭和重金属含量减少，但液提产品的收率会迅速下降，焦炭产率迅速增加。实际生产中，采用灵活调节循环比的延迟焦化工艺来调节蜡油干点或适当提高反应压力，使原料中的沥青质和重金属沉积在焦炭中除掉，以保证预处理液体产品中沥青质和残炭及重金属等指标满足全馏分油加氢的要求。5 结论中温煤焦油经过预处理得到的粗品液体原料，后续作为加氢的原料，可以极大地改善加氢原料油的品质，延长了生产周期，提高产品收率，而且减缓了生焦的速率，降低了反应的温度及压力，生产上有更好的灵活性和操作性，可以实时依据市场变化调整产品比例，今后可以更好的优化加氢装置的生产工艺及加氢裂化反应器的设计，减少投资。参考文献1刘建明等中低温煤焦油延迟焦化的工艺研究燃料与化工j，2006，37 （2）：492 张学萍. 煤焦油延迟焦化可行性探索实验研究.抚顺烃加工技术j，2004，2：313 梁朝林，沈本贤延迟焦化中国石化出版社m，2007，21-244 许晓海炼焦化工实用手册北京：冶金工业 出版社m，1999，21-245 瞿国华延迟焦化工艺与工程中国石化出版社m，2008，202-206（ 责任编辑 于 静）126 城市建设理论研究注：文章内所有公式及图表请以 pdf 形式查看。