關于全餾分中低溫煤焦油加氫預處理技術路線可行性分析

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隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對環(huán)境的壓力越來越大，因此對清潔液體燃料的需求呈持續(xù)上升趨勢。但我國的能源儲藏結構為多煤少油，于是為煤化工提供了很好的效益，催生了煤焦油生產(chǎn)液體燃料。進而創(chuàng)新出煤焦油全餾分加氫改質生產(chǎn)清潔燃料，比傳統(tǒng)的煤焦油加工相比較，更具有可行性，對資源的利用率更高，是緩解我國石油能源緊缺的重要途徑，還有效避免了資源浪費、環(huán)境污染的現(xiàn)象。

煤在干餾和氣化加工之后形成的液體，被稱作煤焦油。根據(jù)溫度以及加工方式，可以將煤焦油分為高溫、中低溫，當然，其組成和性質都有很大的區(qū)別。

1 煤焦油預處理的必要性

煤煉焦、干餾、氣化的副產(chǎn)物就是煤焦油，與天然石油不同的是，煤焦油性質特殊，組成非常復雜，包含了成千上萬種有機化合物。一般的煤焦油原料富含水分子較多，還含有可溶性鹽、酚類以及金屬雜質，此外，還包含著機械雜質等復雜物質。因此，在經(jīng)深加工之前的煤焦油原料，必須進行有效分離、精制、預處理脫水和雜質。如果前期不對煤焦油原料進行預處理，將其水分、金屬等成分脫離，會對影響后期加氫裝置的運行狀態(tài)，例如導致設備結晶堵塞等。對加工成本和加工周期都會產(chǎn)生巨大的影響。由此可見，全硫分煤焦油加氫進行預處理工序是關鍵步驟。

2 預處理工序的技術路線研究

2.1 減壓蒸餾預處理工藝

減壓蒸餾預處理工藝包括兩個部分：原料過濾和減壓脫瀝青。其中，原料過濾是指通過超級離心機，對固液和油水進行三相分離；減壓脫瀝青是指將過濾手段沒能除去的膠質瀝青質、金屬離子、氯離子等雜質脫除。

通過減壓蒸餾措施，能夠有效避免加氫反應器壓降提前升高，延長加氫裝置運行的周期，降低運行成本，保護了加氫催化劑。此外，減壓蒸餾與處理工藝存在最大的缺點是加氫原料油收油率降低了20%-30%，經(jīng)濟效益損失大。

2.2 延遲焦化預處理工藝

常規(guī)延遲焦化預處理工藝采用的是一爐兩搭工藝，井架式水力除焦系統(tǒng)。原料煤焦油在原料罐區(qū)進行脫水處理后，就直接運送至原料緩沖罐，經(jīng)過換熱，在分餾塔底生成油，并混合入加熱爐進料緩沖罐，在經(jīng)過加熱爐進料泵抽出之后，送入熱爐，加熱至溫度達到495℃后，再進入焦炭塔底部。

延遲焦化預處理工藝，有效解決了煤焦油輕質化的問題，對全硫分煤焦油進行了脫硫、氮、重金屬的處理，提前進行煤焦油裂解和縮合，對后續(xù)加氫裂化裝置進料性質的改善很有幫助，延長了加氫裝置的運行周期。

2.3 電脫鹽脫水預處理工藝

電脫鹽脫水預處理工藝，被廣泛用于原有煉化，技術已經(jīng)趨于成熟。但是用于煤焦油深加工，傳統(tǒng)的電脫預處理技術，只能夠滿足煤焦油蒸餾分離的工藝要求，不能滿足煤焦油加氫工藝的深度脫鹽脫水的工藝要求。因此，對電脫工藝進行了如下改動：（1）為降低原料進入電脫罐的密度，在常規(guī)的電脫技術基礎上，增加稀釋輕油，實現(xiàn)了煤焦油的電脫預處理；（2）從高壓電場分離工藝來看，通過兩級或三級水洗，可以脫去煤焦油中水和鹽分，還可將煤焦油中重金屬離子，轉化為能夠溶于水的鹽類，并在高壓電場分離過程中有效脫除。

2.4 陶瓷膜過濾分離預處理工藝

陶瓷膜是以無機材料作為分離介質制成，是具有分離功能的滲透膜，化學穩(wěn)定性強，耐高溫、分離效率高，主要被用于液相分離和凈化分離。陶瓷膜過濾分離技術用于煤焦油加氫預處理，實現(xiàn)了高效節(jié)能，工藝簡便，投資少的目的，是膜技術領域的新突破點。

3 結語

綜上所述，對四種全硫分煤焦油加氫預處理技術工藝進行對比分析：減壓蒸餾對全硫分煤焦油進行托固渣、水分、加氫進料輕質化等預處理，具有獨特的優(yōu)勢，如果忽略油品損失率，該技術工藝是一個不錯的技術路線；延遲焦化工藝雖然能夠改良油品工藝，并為加氫裝置提供良好的運行條件，但是降低了成油率，工藝流程復雜，設備要求高，投資大，沒有較高的經(jīng)濟效益，與減壓蒸餾工藝相比，沒有實際工業(yè)業(yè)績；電脫鹽脫水預處理工藝經(jīng)濟效益相對較好，油品收率高，對原料損耗低，并且處理效果優(yōu)良，對加氫裝置運行、周期各方面都有利，是非常適合煤焦油加氫組合裝置預處理工藝的，但是由于該技術仍在試驗階段，并沒有被廣泛運用；陶瓷膜規(guī)律分離預處理工藝對煤焦油的處理，滿足加氫裝置的進料要求，處理后的煤焦油原料所含水分、金屬離子、機械雜質都顯著減少，但是該技術工藝在我國并沒有大規(guī)模投入使用，并沒有實際的工業(yè)業(yè)績。因此，減壓蒸餾預處理工藝是目前最有效的全硫分煤焦油加氫預處理技術路線。

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