Qual das várias rotas de hidrogenação do alcatrão de carvão é melhor?

Thread Content

Nos últimos dois anos, projetos que utilizam a tecnologia de hidrogenação do alcatrão de carvão foram intensamente divulgados no país. Em 30 de abril de 2014, o pacote de processo da unidade de hidrocraqueamento de leito suspenso de alcatrão de carvão de 500.000 toneladas/ano do Inner Mongolia Kingho Group Wusitai Fine Chemical Co., Ltd. Em 25 de julho de 2015, a unidade de hidrogenação de alcatrão de carvão com capacidade de 150.000 toneladas/ano foi lançada com sucesso na Hebei Xinqiyuan Energy Technology Development Co., Ltd. Esta é a primeira unidade de hidrogenação de alcatrão de carvão com leito ebulido na China. Atualmente, a primeira fase do projeto de demonstração de hidrogenação de alcatrão de carvão de 500.000 toneladas para petróleo construído pela Yanchang Petroleum Anyuan Chemical Co., Ltd. usando tecnologia de hidrocraqueamento de leito suspenso de fração completa entrou na fase de comissionamento. Até agora, seis tipos de tecnologias de hidrocraqueamento de alcatrão de carvão, incluindo tecnologia de hidrorrefinamento de leito fixo, tecnologia de hidrocraqueamento de leito fixo, tecnologia de hidrocraqueamento de leito fixo de alcatrão de carvão de fração completa, tecnologia de processamento combinado de hidrocraqueamento de leito fixo de coque retardado, hidrocraqueamento de leito suspenso e leito efervescente, foram aplicados na China. Então, como essas tecnologias se comparam? Qual tecnologia será a direção de aplicação e liderará o futuro da indústria de hidrogenação de alcatrão de carvão? Especialistas da indústria fizeram comentários respectivamente. O alcatrão de carvão é um produto líquido viscoso marrom escuro ou preto puro. É classificado de acordo com a temperatura de carbonização do carvão e é dividido em alcatrão de carvão de baixa temperatura, alcatrão de carvão de média temperatura e alcatrão de carvão de alta temperatura. A hidrogenação do alcatrão de carvão visa remover enxofre, nitrogênio, oxigênio, metais e outros heteroátomos e impurezas, bem como olefinas saturadas e aromáticos no alcatrão de carvão por meio de métodos de hidrorrefinamento ou hidrotratamento para produzir produtos alvo como nafta, diesel, óleo combustível pesado com baixo teor de enxofre e baixo teor de nitrogênio. Membros da indústria disseram aos repórteres que os seis princípios técnicos da hidrogenação do alcatrão de carvão são os mesmos, mas o pré-tratamento é diferente, seguido pela hidrogenação em leito fixo. Na fase de pré-processamento, cada um deles possui características próprias. A tecnologia simples de hidrorrefinação em leito fixo é a destilação atmosférica e a vácuo, que transforma toda a fração de alcatrão de carvão em óleo destilado leve e óleo pesado. O óleo destilado leve é ​​posteriormente processado como matéria-prima para hidrorrefinação de leito fixo para remover enxofre, nitrogênio, oxigênio, etc. Ao mesmo tempo, as olefinas e parte dos hidrocarbonetos aromáticos do óleo destilado leve são hidrogenadas e saturadas e, finalmente, são obtidas frações de nafta e diesel com baixo teor de enxofre. As vantagens desta tecnologia são o processo simples e o baixo investimento, mas o rendimento dos derivados leves de petróleo é o mais baixo e só pode processar frações abaixo de 350 graus Celsius. A tecnologia de hidrocraqueamento de leito fixo adiciona uma seção de hidrocraqueamento ao fluxo do processo para primeiro transformar o alcatrão de carvão em óleo destilado e produtos asfálticos. O óleo destilado entra na seção de hidrorrefinamento e na seção de hidrocraqueamento em sequência. Na seção de hidrorrefinamento, átomos como enxofre, nitrogênio e oxigênio da matéria-prima são removidos e olefinas saturadas e alguns hidrocarbonetos aromáticos são hidrogenados. Na fase de hidrocraqueamento, o óleo destilado a vácuo a 350 graus Celsius a 500 graus Celsius é craqueado em óleo leve abaixo de 350 graus Celsius, e o rendimento do óleo é aumentado. Teoricamente, se o ponto seco do destilado a vácuo for bem controlado, a taxa de utilização do alcatrão de carvão pode ser aumentada em cerca de 30%. Mas, na verdade, o ponto seco do óleo destilado geralmente não é bem controlado. A matéria-prima da tecnologia de hidrocraqueamento de leito fixo de destilado completo aumenta a parte do alcatrão, melhorando ainda mais a taxa de utilização do alcatrão de carvão. Zhu Yufei, engenheiro sênior do Instituto de Pesquisa de Energia Limpa de Baixo Carbono de Pequim, acredita que se o produto alvo for óleo combustível, como gasolina e fração de diesel, a hidrogenação é melhor do que o coque. Porque a hidrogenação pode fazer uso mais completo dos recursos de alcatrão de carvão e converter ao máximo as matérias-primas do alcatrão de carvão em produtos de petróleo leve. A tecnologia combinada de coqueamento-hidrogenação retardada pode ser usada como uma solução para o processamento de alcatrão de carvão. No entanto, a sua desvantagem óbvia é que o rendimento do coque é elevado e uma proporção considerável do alcatrão de carvão líquido é convertida em coque sólido, o que é desfavorável do ponto de vista da utilização de recursos. Especialmente para alcatrão de carvão de alta temperatura, o processamento de coqueamento retardado é mais difícil. Yao Lei, engenheiro da Shaanxi Shenmu Tianyuan Chemical Co., Ltd., acredita que o processo de coqueamento retardado é um processo de operação semicontínua com uma capacidade de processamento única relativamente grande e alta eficiência. Não é como outras tecnologias que utilizam múltiplas séries de catalisadores de hidrogenação combinados. Isto reduz em grande medida os custos de investimento e operacionais do processamento do alcatrão de carvão, reduz os custos de processamento do alcatrão de carvão e melhora, até certo ponto, os benefícios económicos do processamento do alcatrão de carvão. No entanto, Zhang Jianqiang, vice-gerente geral da Gansu Honghui Energy and Chemical Co., Ltd., acredita que com base no ciclo de operação mais longo, embora a taxa de recuperação de petróleo da tecnologia combinada de coque-hidrogenação retardada seja baixa, apenas 75%, a partir do cálculo abrangente de perda de catalisador, perdas de inicialização e desligamento, etc., esta tecnologia ainda é relativamente econômica e aplicável. As tecnologias de hidrocraqueamento de leito suspenso e de leito efervescente estão atualmente atraindo mais atenção. No reator desta tecnologia, o catalisador não está em estado fixo, mas em estado fluido. O calor da reação durante a hidrogenação pode ser retirado através do meio de reação, evitando assim o problema de entupimento do leito do catalisador causado pela deposição e coqueificação de poluentes transportados pelas matérias-primas. Algumas pessoas na indústria acreditam que os reatores de leito suspenso e de leito em ebulição podem substituir o catalisador on-line para manter estável a atividade do catalisador no reator, alcançando assim uma operação estável a longo prazo. A taxa de conversão do alcatrão de carvão e o rendimento dos produtos petrolíferos leves são melhorados, e a taxa de recuperação de petróleo pode atingir 90% ou mais. Zhu Yufei acredita que a tecnologia de hidrogenação em leito suspenso é mais adequada para o processamento de alcatrão de carvão, porque o leito suspenso pode processar petróleo pesado com alto teor de asfalteno e tem excelentes vantagens para matérias-primas que contêm muitos poluentes. Ele acredita que nem todas as tecnologias de hidrogenação em leito suspenso podem ser usadas para o processamento do alcatrão de carvão, porque as propriedades de reação do alcatrão de carvão são diferentes daquelas das frações de petróleo, e são necessários catalisadores e condições de processo apropriados para obter melhores resultados de conversão de hidrogenação. Wan Xuebing, gerente geral da Shandong Zibo Titong Catalytic Technology Co., Ltd., acredita que durante o processo de hidrogenação do alcatrão de carvão em leito suspenso, o catalisador é suspenso no alcatrão de carvão. A densidade do catalisador está próxima da densidade dos reagentes. O catalisador reage uniformemente com o alcatrão de carvão e tem boa atividade de reação. Zhang Xiaojing, diretor do Instituto de Liquefação da Academia Geral de Ciências do Carvão, acredita que as tecnologias de hidrocraqueamento de leito suspenso e de leito efervescente têm diferentes reatores, diferentes sistemas de reação e dificuldades de reação, e custos operacionais, dificuldades operacionais e investimentos devem ser comparados. Zuo Tie, engenheiro sênior da Sinopec Luoyang Engineering Co., Ltd., apresentou ainda que o sistema de adição e descarga de catalisador do reator de leito ebulido é complexo e o investimento é 10 a 15% maior do que o do leito suspenso. A tecnologia de leito suspenso consiste em que o catalisador seja sempre reabastecido online no reator para garantir que o catalisador mais fresco reaja com o alcatrão de carvão. O asfalto do alcatrão é basicamente totalmente convertido e a taxa de recuperação de petróleo é alta. A taxa de recuperação de óleo de alcatrão de carvão de média e baixa temperatura pode ser de 92%, e a taxa de recuperação de óleo de alcatrão de carvão de alta temperatura pode ser de 83%. He Yongde, presidente honorário da Shaanxi Chemical Society, fez múltiplas comparações: O uso da tecnologia de hidrocraqueamento de leito fixo de alcatrão de hulha de fração completa produz 10% mais petróleo, mas o consumo de hidrogênio é alto. Uma tonelada de petróleo consome 200 metros cúbicos a mais de hidrogênio do que a tecnologia combinada de hidrocraqueamento de leito fixo e coque retardado. Do ponto de vista do investimento, a tecnologia de hidrocraqueamento de leito fixo de alcatrão de hulha de fração completa requer 25 a 30% menos investimento do que a tecnologia combinada de hidrocraqueamento de leito fixo de coque retardado. Para o mesmo alcatrão de carvão, as contas económicas das duas tecnologias são semelhantes quando consideradas de forma abrangente. A taxa de recuperação de petróleo das tecnologias de hidrogenação em leito suspenso e em leito ebuliente é maior do que a das tecnologias de leito fixo. Especialistas da indústria, como Li Zhiyue, vice-gerente geral da Shoushan Coking Company em Pingdingshan, Henan, e Zhang Xinqiao, gerente geral da Henan Baoshuo Tar Chemical Co., Ltd., concordam que a hidrogenação de leito suspenso e de leito efervescente são as orientações técnicas para a hidrogenação de alcatrão de carvão. Eles têm alto rendimento de óleo e são adequados para hidrogenação de fração completa de alcatrão de carvão em alta temperatura. Acontece que alguns deles reconhecem camas em ebulição e alguns reconhecem camas suspensas. Zhang Jianqiang apontou que os leitos suspensos e os leitos fluidizados têm apenas métodos de agitação diferentes e ambos são direções de desenvolvimento futuro. No entanto, se o sistema pode operar a plena carga e de forma estável por um longo período de tempo não pode ser verificado até que tenha sido operado continuamente durante um ano. Cao Xianyong, engenheiro sênior da Xinjiang Guanghui Energy Company, e muitos outros especialistas disseram aos repórteres que as camas suspensas e as camas ebulidas são atualmente as tecnologias mais avançadas para a hidrogenação do alcatrão de carvão, mas o investimento também é relativamente grande. A rota deve ser determinada com base na qualidade do alcatrão de carvão e na escala de processamento do alcatrão de carvão. Se a qualidade do alcatrão de hulha for boa e a escala de processamento for pequena, o leito fixo e o coque retardado também são adequados. Mesmo o alcatrão de carvão de alta temperatura com pequena escala de processamento também é adequado para hidrogenação em leito fixo. Para alcatrão de carvão de alta temperatura com grande escala de processamento de alcatrão e alto teor de asfalteno e metal, as tecnologias de hidrocraqueamento de leito suspenso e de leito efervescente são mais adequadas. Fan Anlin, engenheiro-chefe da Shandong Jinneng Coal Chemical Co., Ltd., disse aos repórteres que não há uma solução absoluta para saber se o leito suspenso ou o leito em ebulição é o melhor. A escolha da rota técnica deve basear-se em factores como a qualidade do alcatrão de carvão, os recursos do alcatrão de carvão, os fundos empresariais, a qualidade do óleo combustível após a hidrogenação do alcatrão de carvão e os preços do petróleo refinado, e depois calcular as contas económicas da própria empresa. Além de utilizar a tecnologia de hidrogenação do alcatrão de carvão para produzir derivados de petróleo, outras ideias também estão sendo postas em prática. Entende-se que a maioria dos métodos existentes de hidrogenação do alcatrão de carvão utilizam nafta e diesel leve como produtos finais. A característica marcante desses produtos é o alto teor de aromáticos e naftênicos. O conteúdo potencial de hidrocarbonetos aromáticos é geralmente de 70% a 80%, excedendo em muito o conteúdo do petróleo. É uma matéria-prima rara de hidrocarbonetos aromáticos. Zhu Yufei disse que se a tecnologia de hidrocraqueamento seletivo for usada para converter hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em hidrocarbonetos aromáticos monocíclicos, que são usados ​​para produzir produtos de hidrocarbonetos aromáticos, isso não apenas evitará o problema do baixo número de cetano de produtos diesel leves, mas também utilizará efetivamente os recursos de hidrocarbonetos aromáticos do destilado. O alcatrão de carvão é utilizado para produzir produtos aromáticos por meio da tecnologia de hidroconversão, o que também pode reduzir o consumo de hidrogênio no processo produtivo. Li Zhiyue e outros membros da indústria também disseram que se o alcatrão de carvão for usado para produzir produtos de hidrocarbonetos aromáticos, ele poderá não apenas melhorar significativamente a eficiência da unidade de reforma catalítica, mas também refletir plenamente as vantagens desta matéria-prima. Os hidrocarbonetos aromáticos possuem alto valor agregado e não possuem imposto sobre o consumo. Esta é a direção e é definitivamente economicamente razoável. Porém, algumas pessoas do setor acreditam que o lançamento de aromáticos também deve ser decidido com base no mercado de produção e venda de aromáticos na região onde a empresa está localizada.