煤焦油加氢研究报告.docx

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煤焦油加氢研究报告

煤焦油加氢研究

煤焦油加氢研究了煤焦油的密度、粘度和氢气在煤焦油中的溶解度等基础物性，对煤焦油进行加氢工艺处理，可完成脱硫、脱氮、不饱和烃饱和、芳烃饱和等过程，达到降低S、N和不饱和烃类的含量、改善其安定性和腐蚀性的目的，获得石脑油和优质燃料油。

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煤焦油中含有大量的烯烃、多环芳烃等不饱和烃及硫、氮化合物，酸度高、胶质含量高，产品安定性能差，无法作为产品出厂。

采用加氢改质工艺，可完成脱硫、不饱和烃饱和、脱氮反应、芳烃饱和，达到改善其安定性、降低硫含量和降低芳烃含量的目的，获得石脑油和优质燃料油。

产品质量可达汽油、柴油调和油指标。

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　　此工艺技术路线可充分利用炼焦的副产品焦油、焦炉气实现炼焦产业的循环经济和产品增值，随着原油价格的日益上涨，有专家称此工艺技术为：

除直接液化、间接液化以后的另一条煤制油路线。

煤焦化是为炼钢企业提供焦炭，但它副产焦炉煤气和煤焦油，以往炼焦企业的焦炉煤气直接外排大气，不但污染环境也造成能源浪费；煤焦油则以低附加值产品形式流入燃料油市场，虽可补充石油燃料油市场，但煤焦油中含有的大量硫、氮则会以SOx和NOx进入大气污染环境。

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9 

　　煤焦油加氢技术就是采用固定床加氢处理技术将煤焦油所含的S、N等杂原子脱除，并将其中的烯烃和芳烃类化合物进行饱和，来生产质量优良的石脑油馏分和柴油馏分。

一般煤焦油加氢后生产的石脑油S、N含量均低于50ppm，芳潜含量均高于80%；生产的柴油馏分S含量低于50ppm，N含量均低于500ppm，十六烷值均高于35，凝点均低于-35℃～-50℃，是优质的清洁柴油调和组分。

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1.煤焦油加氢技术概述*s2C+@ef 

1.1煤焦油的主要化学反应^*~4[?

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　　煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程中，发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应：

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①加氢脱硫反应}k8&T\V!

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②加氢脱氮反应3）;Wgh6 

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③芳烃加氢反应sNC~S%[ 

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④烯烃加氢反应E`%*lGu_ 

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⑤加氢裂化反应x&FBh!

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⑥加氢脱金属反应ob（~4H- 

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1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素62/tg*） 

　　主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为：

反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。

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1.2.1反应压力+r__>V, 

　　提高反应器压力和/或循环氢纯度，也是提高反应氢分压。

提高反应氢分压，不但有利于脱除煤焦油中的S、N等杂原子及芳烃化合物加氢饱和，改善相关产品的质量，而且也可以减缓催化剂的结焦速率，延长催化剂的使用周期，降低催化剂的费用。

不过反应氢分压的提高，也会增加装置建设投资和操作费用。

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1.2.2反应温度x*F_XE1#M 

　　提高反应温度，会加快加氢反应速率和加氢裂化率。

过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度，使稠环化合物缩合生焦，缩短催化剂的使用寿命。

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1.2.3体积空速bRc~e@ 

　　提高反应体积空速，会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。

对于新设计的装置，高体积空速，可降低装置的投资和购买催化剂的费用。

较低的反应体积空速，可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率，同时延长催化剂的使用周期，但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。

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1.2.4氢油体积比3=kw{r[2lM 

　　氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据，描述的是加氢进料的需氢量相对大小。

煤焦油加氢比一般的石油类原料，要求有更高的氢油比。

原因是煤焦油组成是以芳烃为主，在反应过程中需要消耗更多氢气；另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程，需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走，避免加氢装置“飞温”。

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1.2.5煤焦油性质i.>d#S 

　　煤焦油的性质会影响加氢装置的操作。

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　　氮含量q8fnUK?

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　　氮化物主要集中在芳环上，它的脱除是先芳环加氢饱和，后C-N化学键断裂，因此，原料中氮含量的增加，对加氢催化剂活性有更高的要求，同时，反应生成的NH3也会降低反应氢分压，影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。

@RVj~J.A 

　　硫含量,[M^rv 

　　原料中的硫在加氢过程中生成H2S，因此，硫含量主要影响反应氢分压，高的硫含量增加，会明显降低反应氢分压，从而影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。

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　　沥青质u-#J!

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　　沥青质对加氢装置影响主要是造成催化剂结焦、积碳，引起催化剂失活，加速反应器的提温速度，缩短催化剂的使用寿命。

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　　微量金属杂质BZWGXz

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　　原料中含的微量金属杂质主要有Fe、Cu、V、Pb、Na、Ca、Ni、Zn等，这些金属在加氢过程中会沉积在催化剂上，堵塞催化剂孔道，造成催化剂永久失活。

8AVGpL 

2.煤焦油的加氢结果（举例）5NAB^&{Z

2.1高温煤焦油的重洗油加氢Z%O>|ozpq 

　　加氢后产品性质N"o+;yR 

　　密度（20℃）/g/cm-30.8730总环烷80.6[+Y;w`;Fq 

　　馏程/℃其中:

一环38.29jTmg% 

　　IBP/10%120/196二环40.4,Taq~ 

　　30%/50%213/218三环2.0i$W=5B>SO 

　　70%/90%224/232总芳烃19.4Z:

s:

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　　95%/EBP242/274其中:

一环18.1,2_!

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　　十六烷值33.1二环0.3/A~+32B 

　　由于洗油处于石油中的柴油沸程内，因此洗油加氢后只有一种产品，那就是好的柴油调和组分。

由加氢生成的柴油馏分性质可以看出，其密度为0.8730、十六烷值提高为约33，已是很好的柴油调和组分。

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AilfeHG 

2.2高温煤焦油的蒽油加氢8cyC\Rs 

　　蒽油加氢的产品分布;0`p"T0 

　　项目　　　　　　　　　　　数据，％[e+$jsPl 

　　气体　　　　　　　　　　　　　2.31C2]x 

　　<65℃　　　　　　　　　　　　2.51Co#_Cyxg=9 

　　65～177℃（石脑油馏分）　　　24.44k|c=O6GO 

　　>177℃（柴油馏分）　　　　　70.74_z3YB 

　　C5+液收　　　　　　　　　　　97.69oPA[vY 

T{%'"mm; 

　　蒽油加氢石脑油（65～177℃）的性质f:

-dw6a=s 

　　密度（20℃）/g/cm-30.786环烷烃90.0W=k%aB?

p 

　　辛烷值（RON）65C5/C60.2/19.0^BFD-p 

　　S/mg×g-1<0.5C7/C823.4/17.6M%NapK 

　　N/mg×g-1<0.5C9/C1014.3/13.5Xqac$%[3 

uF=xo`=| 

bu2'JIDR 

　　组成分析，　　　　　　　　　　　　%Hf'yRKACj 

　　C11　　　　　　　　　　　　　　　2.0p3NTI/- 

　　烷烃　　　　　　　　　　　　　　　6.242m}c1R 

　　芳烃　　　　　　　　　　　　　　　3.8ymsqJ 

　　C4/C5　　　　　　　　　　　　　　0.2/0.9a;A&>Ei} 

　　C6/C7　　　　　　　　　　　　　　1.4/0.8c[Mz#BWG 

　　C6/C7　　　　　　　　　　　　　　1.9/1.7D=fB&7%@ 

　　C8/C9　　　　　　　　　　　　　　0.6/0.9n>dMOQb 

　　C8/C9　　　　　　　　　　　　　　0.9/0.5Mlpq2I_x 

　　C10　　　　　　　　　　　　　　　0.1e

　　芳潜　　　　　　　　　　　　　　　88.53lE54RX}e4 

C3%,pDh 

　　蒽油加氢柴油馏分（>177℃）性质XU0"f!

23x 

　　密度（20℃）/g/cm-30.8904闪点/℃56omV.Qb'NS 

　　馏程/℃凝点/℃<-50>NE]TZ.F 

　　IBP/10%176/213冷滤点/℃<-41%;9eh' 

　　30%/50%226/240十六烷值37.8MjU>qx:

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　　70%/90%260/296S/?

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g-1<5ftq~AF 

　　95%/EBP311/346N/?

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g-1<1.0`bZ_=UAb 

　　从上述表中数据可以看出，石脑油（65～177℃）产品是优质的化工石脑油原料，尤其用作生产“三苯”的重整进料；而柴油馏分（>177℃）则是优质的清洁柴油调和组分。

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3.煤焦油的加氢结果讨论YKh%`Y1< 

3.1原料选择aG|）k, 

　　通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为延长加氢装置的运转周期，最大化提高经济效益，煤焦油加氢装置的优化进料为：

低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。

总之是不含游离炭和无机物的煤焦油有机馏分。

NUL~zb 

3.2加氢工艺流程选择@F7QQs

3 

　　通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为了从煤焦油中获得优质的石脑油馏分和柴油调和组分，应根据煤焦油加氢装置的进料的不同，选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等不同工艺流程，以满足对产品的要求。

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4.煤焦油加氢的经济性o7!

@WOeZ3 

　　煤焦油加氢技术装置主要包括：

煤焦油加氢装置、制氢装置。

制氢装置按焦化厂的焦炉煤气作原料制氢来计，以目前市场价格，一套10万吨/年的煤焦油加氢项目投资约16311万元，其中建设投资14300万元。

年均销售收入50534万元，年均总成本费用32392万元，年均所得税后利润8868万元，投资利润率为81.14%，静态投资回收期为3.53年（含建设期1.5年）。

各项经济评价指标远好于行业基准值，项目经济效益较好，并具有较强的抗风险能力。

是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展、利于目前煤炭综合利用的具有较高经济回报的项目。

{/7'uD\H 

5.结论C-6+ZIk4 

5.1煤焦油加氢装置的优化进料为：

低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。

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5.2为满足产品要求，煤焦油加氢工艺根据煤焦油性质的不同，可选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺。

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　　5.3煤焦油加氢生产优质石脑油和柴油调和组分项目的经济效益较好，也具有较强的抗风险能力。

是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展的项目。

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另外，上海胜帮还做蒽油加氢，下面是蒽油加氢的资料GV[[[fu 

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高温煤焦油的蒽油加氢7SqsVq`[~ 

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蒽油加氢的产品分布：

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项目krlyEAK= 

数据，％gVl#pVO`N 

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气体o4Bal^=[ 

2.31,,iQG'* 

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65～177℃（石脑油馏分）2KX*x_- 

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>177℃（柴油馏分）xSf3Ir（, 

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蒽油加氢石脑油（65～177℃）的性质：

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密度（20℃）/g·cm-3?

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0.786y{N9.H2 

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辛烷值（RON）kpdFb7>| 

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C5/C6UyQnonS 

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23.4/17.6@>Keu\） 

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组成分析，%*K|aKp} 

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烷烃QIK73^ 

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芳烃Nb~dw;t 

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C8/C9&4Con%YU[ 

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蒽油加氢柴油馏分（>177℃）性质：

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密度（20℃）/g·cm-3^p2.UW 

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闪点/℃goDV2alC^ 

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2`EVdl7B]　　煤焦油的加氢结果讨论["u#{>（X 

　　原料选择P1MvtI4gm 

　　通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为延长加氢装置的运转周期，最大化提高经济效益，煤焦油加氢装置的优化进料为：

低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。

总之是不含游离炭和无机物的煤焦油有机馏分。

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　　加氢工艺流程选择

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　　通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为了从煤焦油中获得优质的石脑油馏分和柴油调和组分，应根据煤焦油加氢装置的进料的不同，选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等不同工艺流程，以满足对产品的要求。

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　　煤焦油加氢的经济性M%I@<~wl 

　　煤焦油加氢技术装置主要包括：

煤焦油加氢装置、制氢装置。

制氢装置按焦化厂的焦炉煤气作原料制氢来计，以目前市场价格，一套10万吨/年的煤焦油加氢项目投资约16311万元，其中建设投资14300万元。

年均销售收入50534万元，年均总成本费用32392万元，年均所得税后利润8868万元，投资利润率为81.14%，静态投资回收期为3.53年（含建设期1.5年）。

各项经济评价指标远好于行业基准值，项目经济效益较好，并具有较强的抗风险能力。

是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展、利于目前煤炭综合利用的具有较高经济回报的项目。

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　　结论7/aOsW"6 

　　煤焦油加氢装置的优化进料为：

低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。

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为满足产品要求，煤焦油加氢工艺根据煤焦油性质的不同，可选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺。

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　　煤焦油加氢生产优质石脑油和柴油调和组分项目的经济效益较好，也具有较强的抗风险能力。

是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展的项目。

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m~jJ 七台河宝泰隆圣迈10万吨/年高温煤焦油加氢装置顺利开车，是上海胜帮石油化工技术有限公司设计