中溫煤焦油重餾分加氫裂化的工藝條件優化

徐偉 唐培紅（陜西神木富油能源科技有限公司，陜西神木719319）

中溫煤焦油重餾分加氫裂化的工藝條件優化

徐偉 唐培紅（陜西神木富油能源科技有限公司，陜西神木719319）

隨著經濟的發展，其對石油產品的需求越來越大，與此同時，原油供應緊張的問題日益突出，為了滿足經濟發展的需求，必然需要尋找新的替代能源。我國的煤炭能源比較豐富，而且焦化企業的數量也比較多，在企業生產的過程中，煤焦油的產量比較多，在真正的替代能源尋找到之前，可通過加氫工藝的應用，使煤焦油變為輕質燃料油，改善能源短缺的狀況。在本文中，重點論述了中溫煤焦油重餾分加氫裂化工藝條件的優化方法。

煤焦油；重餾分加氫；裂化；優化

近年來，研究者越來關注煤焦油加氫研究，并且在多個方面取得了良好的研究成果，然而，這些成果轉化為實際工藝技術時，煤焦油資源轉變為燃料油的生產并不充分，產生資源浪費的現象。這就需要在進行煤焦油加氫生產時，對工藝條件進行相應的優化，以提高重餾分加氫裂化率。

1　煤焦油加氫的作用

煤炭在進行加工（比如熱解、干餾）的過程中，會獲得多種液體產品，其中一個便是煤焦油。在煤焦油的成分中，不飽和烴、硫化合物及氮化合物的含量比較多，具備比較高的酸度和膠質含量，產品的安定性能比較差，質量比較低，并不能成為優質的燃料油，無法出廠。不過，應用加氫工藝之后，可對煤焦油的質量進行改進，通過溫度、壓力的科學設置，以及催化劑的加入，可將其中的硫化合物及氮反應脫除，提升不飽和烴的飽和程度，提高產品的安定性能，將芳烴及硫的含量降低，最終，獲得石腦油，并將煤焦油改造成為優質燃料油，且改造后煤焦油的質量與汽油、柴油等相似［1］。

煤焦油加氫處理時，發生的反應主要包含五種，一是加氫脫硫反應，將其中的硫脫除，二是加氫脫氮反應，將其中的氮脫除，三是加氫脫氧，將其中的氧氣脫除，四是加氫脫金屬，將其中的金屬直接去除，五是不飽和烴加氫飽和反應，提升不飽和烴的飽和程度。經過處理之后，硫化合物轉化為硫化氫，氮化合物轉換為氨，氧雜原子轉換為水，有機金屬化合物經過轉化之后被脫除，改善不飽和烴的飽和情況。

2　中溫煤焦油重餾分加氫裂化的工藝條件優化實驗

2.1單因素試驗

第一，裂化溫度的影響。煤焦油加氫裂化處理的過程中，裂化溫度會產生一定的影響，為了考察產生的具體影響，進行了裂化溫度試驗，試驗中，反應壓力設置為13MPa，液體體積空速設置為0.4/h，煤焦油體積與氫體積之間的比值為1800，進行實驗操作。經過試驗結果可知，在裂化溫度逐漸升高的過程中，加氫裂化率也隨之升高，裂化溫度的升高到約670K時，加氫裂化率的增幅逐漸的處于平穩狀態中，此時，裂化溫度如果繼續提高，那么加強裂化率的升高結果非常小，而且會進一步的提高裂化反應深度，這說明，將會增加氣體和小分子的產物，減小汽油和柴油餾分的選擇性，對產品的分布產生嚴重的影響［2］。

第二，反應壓力的影響。反應壓力同樣是煤焦油加氫裂化處理過程中的重要影響因素，在進行反應壓力影響實驗時，裂化溫度設置為670k，液體體積空速設置為0.4/h，煤焦油體積與氫體積之間的比值為1800，進行實驗操作。經過試驗結果可知，在反應壓力逐漸增大的情況下，加氫裂化隨之顯著的提升，當反應壓力約為13MPa時，加氫裂化率的增幅趨于平穩。此外，反應壓力比較大時，縮合反應和生焦反應的出現可受到較大的抑制，使催化劑積碳的水平顯著降低，由此看來，煤焦油加氫處理時，反應壓力應設置的比較高。

第三，液體體積空速的影響。通過實驗結果可知，隨著液體體積空速的提高，加氫裂化率隨之降低，液體體積空速為0.3/ h時，加氫裂化率出現明顯的大幅度降低，這說明，煤焦油加氫處理時，應適當的降低液體體積空速，以便與提升裂解率，并加深裂化深度。

第四，氫油體積比的影響。通過實驗可知，當氫油體積比越大時，裂解率越高，主要原因是較大的氫油體積比可提高循環氫力量，進而促進原料油的霧化程度，將油氣混合的水平有效提高，對物料的分布狀況進行適當的改變，增強催化劑的作用，將裂化率提高［3］。

2.2響應面分析

通過單因素試驗結果可知，煤焦油加氫裂化處理的效果會受到裂化溫度、反應壓力、液體體積空速及氫油體積比的影響，因此，在設計響應面分析試驗時，設計的原理為中心組合試驗原理，對四個影響因素的水平進行相應的設計，通過響應面分析試驗結果可知，反應壓力設置為13.5MPa、裂化溫度設置為683K、液體體積空速設置為0.25/h、氫油體積比設置為1900時，加氫裂化率可達到82.28%。響應面試驗完成之后，對其進行優化分析，分析時，利用相應的優化軟件，依據響應面試驗時的各個結果，擬合分析，并將相應的回歸方程建立起來。經過回歸分析可知，加氫裂化率與工藝條件之間的模型可以對試驗設計進行指導。之后，將實際的生產情況考慮其中，對工業條件進行優化設計，優化之后，反應壓力設置為13.4MPa、裂化溫度設置為682K、液體體積空速設置為0.3/h、氫油體積比設置為1895，經過處理之后發現，裂化率可達到77%。

3　結語

煤焦油加氫裂化處理的過程中，通過對反應壓力、裂化溫度、液體體積空速及氫油體積比的優化，可顯著的提升裂化率，提高煤焦油處理的質量。

［1］侯沛，唐鳳金，盧紅波等.中低溫煤焦油加氫工藝技術概述［J］.化肥設計，2011，05：12～15+19.

［2］王志永，李剛，張航飛等.我國中低溫煤焦油加氫制備燃料油研究進展［J］.當代石油石化，2014，06：14～18.

［3］孫國權，姚春雷，全輝等.中低溫煤焦油加氫生產清潔燃料技術的開發及工業應用［J］.石油煉制與化工，2015，08：12～17.