煤焦油加氫技術

煤焦油加氫技術(Coal tar hydrogenation technology)是指對煤焦油採用加氫改質工藝，即在一定温度、壓力及催化劑作用下，可完成脱硫、不飽和烴飽和、脱氫反應、芳烴飽和，達到改善其安定性、降低硫含量和芳烴含量的目的，最終獲得石腦油和優質燃料油，其產品質量可達到汽油、柴油調和油指標。煤焦油加氫處理過程中發生的反應主要有加氫脱硫硫、加氫脱氮加氫脱氧、加氫脱金屬及不飽和烴如烯烴和芳烴的加氫飽和反應 ^[1]  。

煤焦油加氫工藝的基本技術路線：原料煤焦油先經脱水、除去固體顆粒後分餾出瀝青，瀝青外售或進行再加工，其餘餾分在一定的温度、催化劑存在等條件下進行加氫反應，產物經水冷、空冷後，進行氣液分離，氣體作為燃料氣回用，液體經穩定後即為成品燃料油 ^[1]  。

煤焦油根據乾餾温度和方法的不同可以分為：低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油。高温温煤焦油一般用於提取化工產品，而中低温煤焦油的利用率較低，所以對煤焦油加氫技術的研究，重點考慮中低温煤焦油 ^[2]  。

該工藝採用原料為全餾分油或輕餾分油，經加氫處理或加氫精制使其氮、硫、金屬、氧等雜原子和芳烴、飽和烯烴等雜質脱除,進而生成柴油、石腦油、碳材料原料等產品。煤焦油先進行預處理，餾分油混合氫氣後在加熱條件下開始加氫反應，此時生成的加氫物會先經換熱器冷卻後經分離器分離氣液，然後促使液相達到分餾塔，其中塔頂得到的石腦油產品，過濾後的塔底柴油則會成為柴油產品。該工藝的優點是工藝流程較為簡單，缺點是原料利用效率和產品中的十六烷值相對較低 ^[1]  。

該工藝以全餾分煤焦油為原料，通過加氫精制一一加氫裂化過程把煤焦油中的重油或瀝青轉化成輕餾分油，以最大限度地提高輕油收率。該工藝的優點是輕油收率高，提高了煤焦油資源的利用率，同時柴油產品的十六烷值較高，基本能達到40以上。缺點是增加了加氫裂化段，工藝流程相對複雜，過程操作穩定性不及加氫精制工藝 ^[3]  。

該工藝即在一定的壓力和温度條件下，使低温煤焦油中的重餾分在催化劑的作用下進行裂解加氫，以此生成柴油、汽油等產品，該類技術工藝已在工業生產中得到了應用。石油廠在440-460℃和7MPa的温度和壓力下液相裂解低温煤焦油用於生產柴油、汽油產品，但因中壓加氫環節不涉及脱硫、脱氮、芳烴加氫等化學反應，致使產品殘炭高且十六烷低，故質量不達標，同時汽油餾分還需經高壓加氫生成合格產品。因此將温度和壓力分別設為460480℃和20MPa，然後經懸浮牀催化劑裂解加氫低温煤焦油，可以生成合格的油產品 ^[2]  。

均相懸浮牀工藝以全餾分煤焦油為懸浮牀加氫進料，將水溶性催化劑分散在原料油中，反應產物經分餾後得到的石腦油和柴油組分進入到固定牀反應器繼續深度加氫精制及加氫改質，分餾得到的重油餾分循環回懸浮牀反應器入口，進一步輕質化。

非均相懸浮牀/漿態牀煤焦油加氫工藝是將煤焦油採用蒸餾的方法分離為酚油、柴油和大於370℃重油3個餾分：大於370℃重油做為懸浮牀加氫裂化的原料，得到的全部輕質餾分油(懸浮牀加氫反應產物小於370℃輕餾分油和蒸餾得到的柴油、脱酚油)再進行固定牀加氫精制，生產車用發動機燃料油和化工原料 ^[1]  。

該工藝是將煤焦油中的重油部分通過延退焦化生成輕餾分油和焦炭，然後把煤焦油的輕餾分油和延遲焦化生成的輕餾分油共同加氫精制或加氫精制加氫改質，用來生產石腦油和柴油產品。其優點是把一部分重質煤焦油轉化成了輕油產品，缺點是工藝流程比較複雜，井且把一部分煤焦油轉化成了焦炭，沒有充分利用好煤焦油資源 ^[2]  。

各類煤焦油加氫技術存在諸多方面的不足之處，且部分技術仍停留在實驗階段。所以，針對不同種類、性質的煤焦油的組分、結構等特點，強化煤焦油精細化和深加工產品研發將成為煤焦油加工業今後的一個發展方向。其中，研發性能穩定、高活性、適用性強的加氫催化劑以及着力優化加氫技術參數和反應條件，是提高煤焦油加氫效率及轉化率的重要途徑。

隨着我國新型煤化工的飛速發展，煤焦油的精深加工領域面臨一個較好的發展機遇。煤焦油加氫技術的不斷髮展對於調整產業結構，增加燃料油品供給量，提高煤焦油附加值，避免資源源浪費與減少污染環境具有重要意義 ^[3]  。