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【技术】煤焦油加氢多种路线各有优劣 文|记者 张兴刚?煤化工网?2015-12-03 ? 最近两年，运用煤焦油加氢技术的项目在国内密集亮相。 2014年4月30日，内蒙古庆华集团乌斯太精细化工有限公司50万吨/年煤焦油悬浮床加氢裂化装置工艺包通过审查。 2015年7月25日，15万吨/年沸腾床煤焦油加氢装置在河北新启元能源技术开发股份有限公司开车成功，这是国内首套沸腾床煤焦油加氢装置。 目前，延长石油安源化工有限公司采用全馏分悬浮床加氢裂化技术建设的煤焦油全馏分加氢制油示范项目一期工程50万吨煤焦油加氢制油项目进入试车投料阶段。 至此，固定床加氢精制技术、固定床加氢裂化技术、全馏分煤焦油固定床加氢裂化技术、 延迟焦化一固定床加氢裂化联合加工技术、悬浮床和沸腾床加氢裂化等6类煤焦油加氢技术，在国内都有了应用。 那么这些技术如何比选？哪种技术将是应用方向，引领煤焦油加氢产业的未来？业内专家分别做了点评。 煤焦油是一种黑褐色或纯黑色的粘稠状液体产品，按煤炭干馏温度进行分类，分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油。煤焦油加氢就是通过加氢精制或加氢处理的方法，脱除煤焦油中的硫、氮、氧、金属等杂原子和杂质，以及饱和烯烃和芳烃，生产出石脑油、柴油、低硫低氮重质燃料油等目标产品。业内人士向记者介绍，煤焦油加氢的6类技术原理是一样的，只是预处理不同，后面都是固定床加氢。在预处理阶段，它们各有特点。 单纯的固定床加氢精制技术是常减压蒸馏，将煤焦油全馏分切割成轻馏分油和重油，将轻馏分油作为固定床加氢精制的原料进一步加工，脱除轻馏分油中的硫、氮、 氧等，同时加氢饱和其中的烯烃和部分芳烃，最终得到石脑油和低硫柴油馏分。该技术的优点是流程简单、 投资小, 但轻油产品收率最低，仅能处理小于350摄氏度的馏分。 固定床加氢裂化技术是在工艺流程上增加了加氢裂化段，将煤焦油首先切割成馏分油和沥青产品。其中馏分油依次进入加氢精制段和加氢裂化段，在加氢精制段脱除原料中的硫、氮、氧等原子，并加氢饱和烯烃和部分芳烃，在加氢裂化阶段使350 摄氏度至500摄氏度的减压馏分油裂化成低于350摄氏度的轻油，油品收率提高。从理论上讲，如果减压馏分油的干点控制得好，那么煤焦油的利用率可以提高约30％。但是实际上，馏分油的干点一般控制不好。 全馏分油固定床加氢裂化技术的原料增加了焦油沥青部分，进一步提高了煤焦油的利用率。北京低碳清洁能源研究所高工朱豫飞认为，如果目的产品是汽油、柴油馏分等燃料油，加氢比焦化好。因为加氢能更充分的利用煤焦油这种资源，能最大限度地把煤焦油原料转化成轻油产品。 延迟焦化-加氢联合技术可以作为一种加工煤焦油的方案。但它的明显缺点是焦炭收率高，把相当比例的液体煤焦油转化成了固体焦炭，从资源利用的角度看是不利的。尤其是对高温煤焦油，延迟焦化加工的难度更大。陕西神木天元化工有限公司工程师姚磊认为，延迟焦化工艺是一种半连续性的操作过程，一次性的处理量比较大，效率也不低，而且不像其他技术用多系列的组合加氢催化剂的特点，从而在很大程度上降低了对煤焦油加工的投资费用和操作费用，降低了煤焦油加工成本，在一定程度上提高了煤焦油加工的经济效益。但甘肃宏汇能源化工有限公司副总经理张建强认为，按照运行的最长周期来看，延迟焦化—加氢联合技术虽然收油率低，只有75%，但从催化剂损耗、开停车损失等综合计算看，这种技术还是比较经济、适用的。 悬浮床和沸腾床加氢裂化技术是目前比较受关注的技术。在该技术反应器中，催化剂不是固定状态的，而是流动状态的，通过反应介质能把加氢时的反应热带走，避免了因原料携带污染物的沉积和结焦而造成催化剂床层堵塞的问题。 一些业内人士认为，悬浮床和沸腾床反应器可以在线更换催化剂，保持反应器内催化剂的活性稳定，从而实现长周期稳定运转，煤焦油的转化率和轻油产品收率提高，收油率能达到90%甚至以上。朱豫飞认为，悬浮床加氢技术更适合加工煤焦油，因为悬浮床可以加工沥青质含量高的重油，对含污染物多的原料有非常突出的优点。他认为，并不是所有的悬浮床加氢技术都能用于煤焦油加工，因为煤焦油的反应性能与石油馏分不同，需要合适的催化剂和工艺条件才能比较好的加氢转化结果。山东淄博泰通催化技术有限公司总经理万学兵认为，悬浮床煤焦油加氢过程中，催化剂是悬浮在煤焦油中的，催化剂密度与反应物密度接近，催化剂与煤焦油反应均匀，反应活性好。 煤炭科学总院液化所所长张晓静则认为，悬浮床和沸腾床加氢裂化技术有不同的反应器，有不同的反应体系和反应难度，应当比较操作成本、操作难度、投资。中石化洛阳工程有限公司高工左铁进一步介绍，沸腾床反应器催化剂加排系统复杂，投资要比悬浮床高10～15%。悬浮床技术是催化剂在反应器里面始终在线补充，保证最新鲜的催化剂与煤焦油反应，焦油中的沥青基本全部转化，收油率高，中低温煤焦油收油率可以在92%，高温煤焦油收油率可以在83%。 陕西省化工学会名誉理事长贺永德做了多方比较：采用全馏分煤焦油固定床加氢裂化技术多产10%的油，但是耗氢量高，1吨油比延迟焦化一固定床加氢裂化联合技术多耗氢气200立方米。从投资上看，全馏分煤焦油固定床加氢裂化技术比延迟焦化一固定床加氢裂化联合技术少投资25～30%，同一种煤焦油，综合考虑，两种技术经济账差不多。悬浮床和沸腾床加氢技术收油率相比固定床要高。 河南平顶山首山焦化公司副总经理李志越、河南宝硕焦油化工有限公司总经理张新桥等业内人士一致认为，悬浮床和沸腾床加氢是煤焦油加氢的技术方向，油品收率高，适合高温煤焦油全馏分加氢。只不过他们当中有的认可沸腾床，有的认可悬浮床。张建强指出，悬浮床、沸腾床只是搅动方式不一样，都是今后的发展方向。但是，系统能否长周期、满负荷、稳定运行，要连续开到一年才能考证。 新疆广汇能源公司高工曹先勇等多位专家向记者表示，悬浮床和沸腾床是目前煤焦油加氢最先进的技术，但是投资也相对大。应当根据煤焦油质量、煤焦油加工规模决定路线。如果煤焦油质量好，加工规模小，固定床、延迟焦化同样也适用，甚至说加工规模小的高温煤焦油也适用于固定床加氢。而对于焦油加工规模大、沥青质，金属含量高的高温煤焦油，更适合悬浮床和沸腾床加氢裂化技术。 山东省金能煤化工有限公司总工范安林向记者表示，没有绝对的悬浮床还是沸腾床哪个方案最好，选择技术路线应当根据煤焦油质量、煤焦油资源、企业资金、煤焦油加氢后得燃料油质量、成品油价格等因素比较后，算企业自己的经济账。 除了用煤焦油加氢技术生产油品外，其他思路也在实践中。据了解，目前已有的煤焦油加氢大都以石脑油、轻柴油作为最终产品。这些产品的突出特点是芳烃和环烷烃含量高。其中芳烃潜含量一般都在70%～80%，远超过来自石油里面的含量，是一种难得的芳烃原料。 朱豫飞表示，如果采用选择性加氢裂化技术，使其中的多环芳烃转化成单环芳烃，最终用于生产芳烃产品，这样既避免了轻柴油产品十六烷值低的问题，也有效利用了该馏分油的芳烃资源。煤焦油通过加氢转化技术用于生产芳烃产品，还可以降低生产过程中的氢耗量。 李志越等业内人士也表示，煤焦油如果用于生产芳烃产品，既能大幅度提高催化重整装置的效率，也可以充分体现这种原料的优势。芳烃附加值高，也没消费税，是方向，经济上肯定合理。但也有业内人士认为，上马芳烃也应当根据企业所在区域的芳烃产销市场来决定。