煤焦油深加工加氢工艺解析.docx

煤焦油深加工加氢工艺解析.docx

《煤焦油深加工加氢工艺解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤焦油深加工加氢工艺解析.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

煤焦油深加工加氢工艺解析

煤焦油深加工加氢工艺

姚明明

化学化工学院学院应用化学专业2012级指导教师：

高和军

摘要：

煤焦油是煤在高温干馏和气化过程中的副产品，由于其在煤液化过程中总是产生大量的刺激性气味、生成副产品属于黑色或黑褐色粘稠状液体,占据在整个炼焦干煤的3%-4%，化合物主要是由O、N、S组成。

煤焦油属于煤炭化的副产品.我国煤焦油的加工除约2/3通过蒸馏、结晶和精制等工艺提取萘、酚、蒽、苊、吲哚、联苯等化工产品外，其余均作为粗燃料代替重油直接烧掉，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO和NO，造成严重的环境污染。

煤焦油的产量随着我国煤炭化工产业的发展而急剧增长，若进行直接填埋处理会造成资源的极大浪费，也会对生态环境造成严重的危害。

在对煤焦油的开发利用过程中，出现了中低温煤焦油加氢技术，能将煤焦油转化成洁净的燃料以解决煤焦油回收利用问题并能为缓解能源危机做出巨大贡献。

关键词：

煤焦油；预处理；加氢裂化

Deepprocessingofcoaltarhydrogenationprocess

MingmingYao

AppliedChemistryEducatian,CollegeofChemistryandChemicalEngineeringGrade2012Instructor:

HejunGao

Abstract:

Coaltarisabyproductofcoalgasificationandhigh-temperaturecarbonizationprocess,sinceitisalwaysalargeamountoftheodorinthecoalliquefactionprocess,byproductsgeneratedbelongstoablackordarkbrownviscousliquid,occupyingtheentiredrycokingcoal3%to4%,compoundmainlybyO,N,Scomponents.Coaltarby-productofcoalbelonging.Processingofcoaltarextractinadditiontoabout2/3ofnaphthalene,phenol,anthracene,acenaphthylene,indole,biphenylandotherchemicalproductsthroughdistillation,crystallizationandrefiningandotherprocesses,therestareusedasrawfuelburneddirectlyinsteadofheavyoil,andcoaldirectburningtarwillproducelargeamountsofSOandNO,causingseriousenvironmentalpollution.withthedevelopmentofChina'scoalchemicalindustryandtherapidgrowthofproductionofcoaltar,ifdirectlandfilldisposalwillresultinagreatwasteofresources,willtheecologicalenvironmentcausingseriousharm.Inthedevelopmentandutilizationofcoaltar,theemergenceoflowtemperaturecoaltarhydrogenationtechnology,coaltarcanbeconvertedintocleanfuelinordertosolvetheproblemofcoaltarrecyclingandenergytomakeasignificantcontributiontoalleviatetheenergycrisis.

Keywords：

coaltar;pretreatment;hydrocracking

目录

摘要1

Abstract1

绪论2

1煤焦油3

1.1煤焦油性质3

1.2沥青性质3

2加氢裂化工艺3

2.1加氢裂化开车方案3

2.2加氢裂化定义4

2.3管道吹扫方法4

2.4管道吹扫气源4

3预处理工艺5

3.1预处理工艺流程5

3.2预处理开工油流程6

4设备投用7

4.1离心泵7

4.2加热炉8

4.3减压塔8

4.4预处理工段紧急停工简要步骤9

参考文献10

致谢11

绪论

我国作为一个煤炭大国，社会经济活动开展的主要能源就是煤炭，在我国漫长的煤炭利用史上，煤炭的利用方式一直较为粗放，煤炭在热解和气化过程中产生的煤焦油一直都没有得到很好的利用，在强调经济可持续发展的今天，煤焦油的高效清洁利用成为能源领域关注的重要问题[1]。

煤是我国的主要化石能源，其主导地位在今后相当长的时间内不会发生根本的变化[2]。

我国的能源结构是以煤炭为主，也是焦炭的生产大国，焦炭的生产过程中会产生大量的副产物—煤焦油；因此，我国煤焦油产量很高，2011年产量已经达到1750万吨；据相关报道，到2015年，国内中高温煤焦油已经突破2000万吨[3]。

煤焦油是煤在高温干馏和气化过程中的副产品，由于其在煤液化过程中总是产生大量的刺激性气味、生成副产品属于黑色或黑褐色粘稠状液体，占据在整个炼焦干煤的3%-4%，化合物主要是由O、N、S组成。

煤焦油属于煤炭化的副产品[4]。

我国煤焦油的加工除约2/3通过蒸馏、结晶和精制等工艺提取萘、酚、蒽、苊、吲哚、联苯等化工产品外，其余均作为粗燃料代替重油直接烧掉，而煤焦油的直接燃烧会产生大量的SO和NO，造成严重的环境污染[5]。

煤焦油的产量随着我国煤炭化工产业的发展而急剧增长，若进行直接填埋处理会造成资源的极大浪费，也会对生态环境造成严重的危害。

在对煤焦油的开发利用过程中，出现了中低温煤焦油加氢技术，能将煤焦油转化成洁净的燃料以解决煤焦油回收利用问题并能为缓解能源危机做出巨大贡献[6]。

“研究表明，采用加氢工艺可以完成煤焦油脱硫、脱氮、脱氧、脱金属、不饱和烃饱和、芳烃饱和等反应，从而改善其安定性，获得高品质的清洁燃料油[7]。

”国外煤焦油加工产业概况：

国外煤焦油加工技术以集中、规模大、品种多、效益好而占优势。

国外煤焦油加工的特点主要是：

煤焦油加工为独立的企业而不附属钢铁企业管辖；焦油蒸馏技术为多塔式工艺，自动化控制水平和产品检验水平高；产品的品位等级高，附加值高[8]。

本文主要讲述煤焦油深加工工艺预处理开工流程和主要设备投用。

1煤焦油

1.1煤焦油性质

煤焦油是煤在干馏和气化过程中获得的液体产品。

根据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油：

1.低温（450～650℃）干馏焦油；

2.低温和中温（600～800℃）发生炉焦油；

3.中温（900～1000℃）立式炉焦油；

4.高温（1000℃）炼焦焦油。

无论哪种焦油，均为具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠状液体，简称焦油。

下面论述的焦油性质系指高温炼焦焦油。

焦油闪点为96～100℃，自燃点为580～630℃，燃烧热为35700—39000kJ/kg。

焦油在20％的密度介于1.10—1.25g/cm3，其值随着温度的升高而降低。

焦油在20％以上时的密度可按下式确定：

d0=d20－0.007（t－20）

式中，d0为焦油在20％的密度；t为实测密度时的温度[9]。

高温煤焦油黑色粘稠液体，相对密度大于1.0，含大量沥青,其他成分是芳烃及杂环有机化合物。

包含的化合物已被鉴定的达400余种。

低温煤焦油也是黑色粘稠液体，其不同于高温煤焦油是相对密度通常小于1.0，芳烃含量少，烷烃含量大，其组成与原料煤质有关。

低温干馏焦油是人造石油油的重要来源之一，经高压加氢制得汽油、柴油等产品。

1.2沥青性质

沥青的物理性质包括黏滞性、塑性、表面张力及密度等[10]。

沥青所具有的各种特殊性质是由它的化学组成所决定的。

沥青是一种由约5000种含3个环以上的多环芳香族的单体化合物以及少量高分子似炭黑的物质所组成的低共熔混合物。

这种独特的化学组成决定了沥青的热塑特性。

在这些多环芳香族中已被分离鉴定的有100多种，它们大多是带复杂化学结构的高级芳香烃，其中也有一些含氧、含氮、含硫的杂环化合物，它们都是缩合的多环化合物。

2加氢裂化工艺

2.1加氢裂化开车方案

加氢裂化开车方案主要内容：

1.催化剂的填装；2.氮气置换气密：

a分馏系统气密；b.反应系统氮气气密；c.反应系统引进氮气气密；d.投用循环氢压缩机；e.点燃反应加热炉；f.投用增压压缩机和补充氢压缩机，反应系统进行各个等级气密。

3.催化剂的硫化；4.引进开车低氮油步骤；5.分流系统循环脱水方案；6.钝化方案；7.切换新鲜原料油方案；8.产品质量调整；9.开车过程的危险性分析；10.开车过程[12]。

2.2加氢裂化定义

加氢裂化是重油深度加工的主要技术之一，即在催化剂存在的条件下，在高温及较高的氢分压下，在C-C键断裂的反应，可以使大分子烃类转化为小分子烃类，使油品变轻的一种加氢工艺[13]。

加氢裂化就是在催化剂的作用下，烃类和非烃类化合物加氢转化，烷烃，烯烃进行裂化，异物化和少量环化反应，多环化物最终转变为单环化物，加氢裂化系用具有裂化和加氢两种作用的双功能催化剂。

因此，加氢裂化实质上是在催化剂的作用下进行催化加氢裂化。

加氢方案含馏分焦油的催化加氯，有离照和中压两种。

加氢后的汽油镏份则经过重整方法以提耐其辛烷值这个方案是属于破坏加氢性贸的，因此设备比较巨大，技术比较复杂。

根据原料的性贸，加氮后的产品中还有一部分须加以特殊加工取得润滑油[14]。

2.3管道吹扫方法

公称直径<600mm的管道，采用压缩空气进行多次间断排放的方法进行吹扫，管道系统吹扫前应符合下列要求：

1.管道吹扫系统中不应安装孔板、仪表件、法兰连接的调节阀、流量计、节流阀、安全阀等，并对已焊在管道上的阀门和仪表件采取相应的保护措施；

2.不参与系统吹扫的设备和管道系统应与吹扫系统隔离；

3.管道支架、吊架要牢固，必要时应予以加固。

2.4管道吹扫气源

利用装置内容积较大的设备作为储气罐，各系统选取合适的进气点利用空压机向设备内输入压缩空气，然后辐射式向外吹扫与设备相连的所有管线，再通过吹扫干净的管线进入下一设备吹扫与之相连的所有管线。

每一个系统所进入的设备应尽量少，而且必须通过吹扫干净的管线进入设备。

管道吹扫技术要求：

1.吹扫方案进行技术交底，参加吹扫工作的施工人员清楚吹扫系统的划分及吹扫施工要求，排放点的位置；

2.管道吹扫压力不得超过容器和管道系统的设计压力；

3.吹扫时应以最大流量进行间断性吹扫，空气流速不得小于20m/s；吹扫控制阀门应快开快关，以保证管道内有一定的压力，排放时将杂质带出；

4.吹扫过程中应以设备口、安全阀出入口、调节阀出入口、流量计入口等作为排放口，并在排放口处用涂白色油漆的铁皮做靶板进行检查，在5min内靶板上无铁锈及其他杂物为合格；

5.吹扫过程中应用木棒间断性敲击管线，吹出的赃物不得进入已清理合格的设备或管道系统；

6.经吹扫合格的管道系统内的排