王军帅
宝舜科技股份有限公司 河南省安阳市 455141
摘要：国内对蒽油的需求主要有3种，分别是：蒽油生产粗蒽、精蒽、菲油、咔唑；调和生产炭黑油、燃料油或者沥青；加氢改质生产轻质油。但是由于市场对轻质油的需求，因此本文对蒽油加氢改质生产轻质燃料油的工艺进行阐述与分析，希望能够推进蒽油加氢工艺的发展。
关键词：蒽油；加氢工艺；现状；进展
1蒽油馏分组成特点
蒽油是煤焦油蒸馏280～360℃馏分，质量产率约为焦油的16%～22%。在煤焦油中蒽质量分数1.2%～1.8%，咔唑1.5%，菲4.5%～5.0%。目前，国内外对蒽油的加工主要是提取其中3种最主要组分———蒽、菲、咔唑。蒽和菲属同分异构体，咔唑中有1个五元含氮杂环，其独特结构决定了其在化工原料市场的重要性。三者在分离加工过程中极易形成一些双组分低共熔系和一系列固溶体，分离困难且分离过程中能耗高、污染大。
2蒽油加氢工艺现状及进展
2.1蒽油加氢工艺介绍
国内加氢装置除了低油煤焦油和高温煤焦油的馏分油；工艺流程也不再仅仅局限于加氢精制，也有延迟焦化与加氢组合等新工艺出现。
2.1.1一段串联加氢流程
即加氢精制单元和加氢裂化单元之间无分离系统，为蒽油提供了一种加氢转化为轻质燃料油的方法，具有步骤简单，投资少的优点。然而，由于加氢精制产物没有分离出水和氨，使后续的加氢裂化催化剂活性发挥受到影响，蒽油无法完全转化为清洁燃料油，而且所得柴油馏分质量较差。
2.1.2两段加氢流程
即加氢精制单元和加氢裂化单元之间有分离系统，按液相产物是否循环回反应单元又可分为无循环和有循环两种流程。
（1）无循环的两段加氢流程
无循环的两段加氢流程在加氢精制单元分离出了水和油中的无机氨类，在一定程度上保护了加氢裂化催化剂的活性，可适当延长其使用寿命。不足在于，该方法加氢精制反应单元存在集中放热问题，这将增加循环氢压缩机负荷和设备投资，同时也会增大装置操作的难度，不利于装置的安全平稳运转。
（2）有循环的两段加氢流程
此方法为蒽油氢化提供了一种投资相对较低、循环灵活的两段法氢化方法，可以认为是解决同类技术问题较先进的方法。由于该方法在加氢裂化单元仅装填了加氢裂化剂，存在着加氢裂化单元原料适应性差的问题；此外，该方法采用加氢裂化液相产物循环回进料系统在保温温度的投置上存在不可实施性，因为保温温度高了会产生气阻，保温温度低了会因原料中高熔点物质析出使管线堵塞；最后，该方法采用热高分油循环，在工业应用时，存在压力波动的问题，装置操作难度较大。
2.1.3联合工艺流程
主要指加氢与焦化联合工艺流程，此方法只能处理高温煤焦油某一馏分，蒽油馏分包含在其中，但由于采用了延迟焦化工艺，对蒽油而言，清洁燃料油收率偏低。FRIPP着手蒽油加氢工艺技术开发，开发出了蒽油加氢生产清洁燃料油技术，即采用热低分油循环、加氢裂化单元匹配加氢精制催化剂的两段加氢工艺技术路线，使蒽油高液收、高转化率地转化为清洁燃料油。加氢精制液相产物——热低分油与新鲜进料——蒽油充分混合后，被稀释的蒽油在加氢精制反应器中依次经过加氢保护剂和加氢精制催化剂，进行加氢精制反应，在此单元蒽油主要进行加氢脱硫、脱氮、脱氧和部分芳烃饱和反应，可将原料中接近百分百的芳烃饱和为约50%，加氢精制产物经气液分离后的热低分油，基本脱除了影响加氢裂化催化剂活性和稳定性的水和氨，此热低分油大部分做稀释油直接返回原料缓冲罐，这样可以降低蒽油中蒽、菲和咔唑等典型化合物的浓度，缓解反应集中放热问题。余下的热低分油去加氢裂化单元作原料，在加氢裂化反应单元中使稠环芳烃进一步加氢饱和，再进行加氢裂化反应。
所得加氢裂化产物经与加氢精制单元共用的分离系统分离，得到目的产品——清洁汽油和清洁柴油调和组分。
2.2目前蒽油加氢工艺进展
蒽油加氢技术与煤焦油加氢技术一致，只是催化剂和反应条件有所差异。通过选择合适的催化剂和加氢反应条件，将蒽油中的芳烃裂化并脱除硫、氮、氧等有害原子。蒽油加氢工段主要工艺分为精制、裂化、分馏三部分。其中将不饱和烯烃加氢变成饱和烷烃，将多环芳烃加氢裂化为单环或双环芳烃，再进一步加氢成为饱和烷烃；未转化油进一步裂化成为轻组分；将硫化物氢解转化成烃和硫化氢；将氮化合物氢解转化成烃和氨；将氧化合物氢解转化成烃和水，再进行分离脱除。
2.2.1精制
原料油由蒽油、洗油按一定比例在原料油罐区混合，脱水后送入加氢装置原料油缓冲罐。原料油缓冲罐的油品由两部分组成，一部分为原料油，另一部分来自精制热低分稳定塔底油，可以起到循环油和减缓反应剧烈程度的作用。加氢所需的氢气由制氢工段提供，氢气纯度大于99.9%，经由新氢压缩机加压至18MPa后进入加氢装置。混合原料油经原料油升压泵加压至18MPa，与加热后的氢气混合，依次经过四台反应器。第一反应器内装有保护剂，防止原料油中的胶质、金属组分损坏催化剂。第二三四反应器内装精制催化剂，原料油在其中发生脱硫、脱氮、脱氧、烯烃饱和、芳烃饱和反应。反应器各床层温度由冷氢阀控制，各温度点不超过400℃，由床层温升来判断精制反应进行的程度。反应流出物经换热后进入热高压分离器，分为热高分油和热高分气。热高分油一部分直接去裂化作为进料，另一部分依次进热低压分离器和热低分油稳定塔。热高分气换热后，与注入的脱盐水一起经空冷器冷却至45℃后进入冷高压分离器，分离为冷高分气、冷高分油和含硫污水。冷高分气至裂化部分，含硫污水至含硫污水罐，冷高分油进冷低压分离器。冷低压分离器内进行油、水、气三相分离，冷低分气作为干气出装置，冷低分油经换热后至冷低分油稳定塔。热低分油稳定塔底油通过塔底泵进入原料油缓冲罐作为循环油，塔顶气与冷低分油汇合进入冷低分油稳定塔。冷低分油稳定塔以分馏塔底循环油作塔底重沸器热源，塔顶气经冷却后进入塔顶回流罐，塔顶液由回流泵加压后一部分回流，另一部分至分馏塔；塔底油作为裂化冷进料。
2.2.2裂化
精制热高分油作为裂化第一反应器进料，冷低分油稳定塔底油通过裂化冷进料升压泵作为裂化第二反应器进料。精制冷高分气一部分作为循环氢进入裂化反应器参与反应，一部分作为备用冷氢进二段高压分离器。裂化反应流出物经换热器和空冷器冷却后降温至45℃，进入二段高压分离器（控制压力为15.1MPa），分离为裂化高分气和裂化高分油。裂化高分气至循环氢压缩机入口，高分油进入二段低压分离器，进行油、气、水三相分离，低分油经换热器加热至270℃后进分馏塔。
2.2.3分馏
分馏塔内产品分为塔顶气和塔底油，塔顶气经换热冷却至40℃后进入塔顶回流罐，经塔顶回流泵升压后分两部分，一部分塔顶回流，另一部分为石脑油稳定塔进料。分馏塔底油经分馏塔底泵升压后分为两部分，一部分经分馏塔底重沸炉加热后返回分馏塔底，另一部分作为循环油进入各循环油换热器（循环油作为热料）。循环油换热后经空冷器冷却再分为两部分，一部分进入循环油缓冲罐，再经循环油换热器（循环油作为冷料）换热升温后回分馏塔；另一部分经空冷器冷却至45℃后作为燃料油进入产品罐区。石脑油稳定塔内产品分为塔顶气和塔底油。塔顶气冷却至40℃后进入塔顶回流罐，分离为塔顶气、含硫污水和塔顶油，塔顶油全回流。塔底油分两部分，一部分经重沸器加热后返塔，另一部分经水冷器冷却至30℃后作为石脑油进入产品罐区。
结语
总之，本文根据蒽油馏分的组成特点，并对照轻质油的理想组成要求，加氢的目的是在适宜的催化剂和工艺条件下，使几乎百分之百的芳烃通过加氢，经逐环饱和、开环（包括异构）等反应，使部分嵌在芳核中的S、N、O原子以H2S、NH3和水的形式脱除，同时生成分支度高的烷烃类油。但由于单环芳烃加氢相对化学反应速率常数较小，故对蒽油而言，最大可能生成的柴油理想组分为多烷基环芳烃和环烷烃，以达到制取轻质油的目的。
参考文献
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