李春红
神木富油能源科技有限公司 陕西榆林 719319
摘要:由于目前我国下游中部地区中温低阶优质煤炭资源丰富,中、低温下游地区低阶煤炭和优质石油资源产量明显同比激增。鉴于中、低温的化工煤炭和精炼焦油中芳烃所含有的有机脂肪烃且芳烃的气体含量相对较少,适宜先从高温空气中蒸馏提取高附加值有机化学品,再对其气体进行废气加氢精制或者是废气改质纯化处理,生产研制出一种清洁可靠的燃料型有机油品。基于此问题本文就深入地数据分析和比较系统地研究对比了国内多家煤炭公司的采用煤炭煤气加热压氢过程工艺技术在其生产工艺、技术参数、产品应用性能等各个方面的不同优缺点,以及其在煤炭工业化过程领域的技术推广应用发展现状,并且重新分析展望了其技术在我国煤炭煤气加热压氢过程工艺技术推广领域的未来发展趋势。
关键词:煤焦油;加氢;工业应用
引言：随着近年我国石油汽车行业、交通运输、石油化工等多个行业的快速发展壮大,石油产品进出口量也因此得到了快速增长扩张。2014年以来我国大型石油化工企业国内对外资源依存严重程度首次实现突破60%,石油资源供给将继续面临严峻的安全隐患挑战。近年来,我国大部分地区煤制油(直接低温液化、间接低温液化)已经基本实现了化工产业化的发展目标,但是利用煤的各种低温液化热解法和加工工艺制备后的产品煤炭液化焦油总体的热效率相对较高,投资管理费用、生产成本相对较低,而且还没有能够直接延伸直至我国国内煤炭焦油化工的整个产业链,促进了煤炭产品的功能多元化,实现了煤炭产品的优质高值化,丰富"煤代油"。焦化产品工业所使用生产的焦化产品及其中的咔唑、喹啉和咔唑磺脲几乎100%都已经是从自于世界上中国焦化产品需求量的90%以上,工业上的所使用的咔唑嘧啶、磺脲几乎100%都已经是主要来自于中国焦化工业产品。所以中国煤炭和焦油等各类产品对于拉动世界周围各国的石油化工产品原材料市场需求都是具有一个非常极为重要的推动作用。
1.煤焦油的性质及特点
煤焦油主要是煤炭在隔离空气的条件下经过加热而得到的液态产物。中、低温的煤炭和焦油均属于一次热解反应的产物,二次反应过程严重,因此和高温的煤炭和焦油之间在性能组成上有很大的差异。随着煤炭干馏过程温度的提高,煤炭中的焦油会发生热分解、聚合和收缩等热化学转换的加剧,焦油总量和产率有所降低,其结构组成也随之发生了很多重要的变化
2.煤焦油加工利用现状
传统的工业煤炭生产焦油特别工艺指的也就是工业采用各种高温有机加热处理煤炭生产焦油的有机加工生产工艺,它主要是经过高温预处理、蒸馏等多种方式切碎提取出每一组分最为集中的各种有机馏分,再对各种有机馏分按照各种相应的化学物理或有机化学加工途径(主要例如采用酸碱盐的洗涤、精馏、聚合、结晶等多种方法)对每一组分气体进行加热处理,分离配制出各种可直接获得的硝基苯、酚类、萘、吡啶、喹啉多种有机化学品。这项高新技术在国外相当成熟,其技术研究的工作重点主要方向是对企业规模经济效益和其他高附加值新兴科技产品的进行深度研究挖掘。
但在国内因为国产煤炭和大型焦油总体的产量低,煤炭和大型焦油的技术生产与开发加工利用企业资金流动性比较分散、规模小、工艺落后,且对国内高附加值石油产品的综合提取利用能力有限,部分国内原材料技术含量低却国际市场上稀缺的大型石油化工企业产品技术研究与生产开发应用能力相对来说较差,整体效益也不高。长期以来,我国的高温煤炭和柴油发动机自然资源一直以来未能真正得到完全足够的综合充分利用,除了部分用于高温的大型煤炭和柴油发动机已被用于加工提炼高端化工产品、少量中温和低温度的煤炭和柴油发动机轻量的馏分油以外,剩下的大多数高温煤炭和柴油发动机的原燃料均已被广泛投入使用为各种重质量的燃料油和其他低端化工产品。
3.煤焦油加氢技术工业化应用现状
由于目前我国下游中油地区的大量低阶焦油煤炭资源十分丰富,褐藻灰煤、下游焦油烟灰灰等在经过煤炭热解、气化等资源综合利用过程后所自然产生的大量低阶煤炭和下游焦油正在逐年快速递减。特别的就是现在陕北地区,兰炭化工产业的迅速繁荣发展也更让中、低温下的国产煤炭和有色焦油市场需求迅速激增。鉴于中、低温的高热煤炭和焦油中有机脂肪和芳烃气体含量比较多,所以碳酸芳烃和烷基碳酸酯烃的含量相对较少,先从高温煤炭和焦油中进行提取研制出富集的一些具有高附加值的有机化学品再对其气体进行合适的燃料加氢精制或者加氢改质等然后处理,生产研制出一种清洁的焦煤燃料专用油品。煤焦煤燃油原气加热脱氢分馏法提炼燃料油主要用于采用固定分馏床,悬浮分馏床,浆态分馏床等使用煤焦煤原油馏分加热脱氢的方法馏分处理制备技术,将使用煤油和焦油馏分中的烷基烯烃和有机芳烃等各类化合物馏分进行二次饱和加氢反应后用来处理制备分馏出各种质量优异的使用石脑油加氢馏分和使用柴油燃气蒸汽机的馏分。煤焦炭石油焦化加氢不但有效解决了焦炭环境污染的严重问题,而且对于有效缓解当前我国焦炭石油资源需求紧张、保证我国能源安全、促进我国煤炭，石油工产业的发展节能循环减碳都有着具有重要性的示范作用意义。
4.煤焦油加氢技术发展方向
通过综合利用加热脱氢的水处理工艺使它能够有效地快速脱除水并去掉加工煤炭和生产焦油的水中硫、氮等化学杂质,降低它们的分子密度,实现生产煤炭的焦油轻质化。与目前传统的精炼石油原料重馏的灰分和热燃烧的焦油原料相比,煤炭和精炼焦油的主要原料更多地具有杂环和原子类油含量高、灰分低,多元杂环烃和芳烃类油含量高、胶质、沥青物质油含量高的四大优势。这就可能使得使用煤炭和精炼焦油在大量采取高于常规使用石油油气加工脱氢剂等催化反应方法完成工艺的需要同时,也可能会必然出现化学反应催化体系过程中的一些结焦剂和沉淀、催化剂的整体使用寿命短。由于使用煤炭和金属焦油沥青中的大量高分子氧化沥青芳烃是一种属于活性聚合物较高的有机芳烃,不容易受热引起沥青加氢裂化。对此,现有的科学技术已经完全无法回避了对大型高分子石油沥青化工产品可以进行的石油加氢裂化处理反应,国内大学的部分关于采用煤炭炼焦油的加油和氢裂化处理工艺的技术研究都主要目的是专门针对采用煤炭炼焦油经过分馏后的一种馏分油,采用在我国石油产品加工业界广泛应用的一种馏分油用来进行油脂加氢精制或者直接采用石油加氢精制的石油加氢裂化处理工艺是用来进行生产液化石脑油和液化柴油两种沥青产品的加油和氢裂化处理工艺。
结束语
中、低温的煤炭和焦油中所含有的脂肪烃比较多,而芳烃的含量相对减小,悬浮机床加氢技术对原料油的适应范围很广,并且重量轻的油可以最大程度地转化成轻质油。虽然尚未有人在工业生产中得到实例,但它们的技术优点日趋凸显,将成为中、低温下的煤炭焦油生产与加工技术发展的主要趋势。
参考文献
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