煤焦油加氢工艺反应性的研究

煤焦油加氢工艺反应性的研究

柳自强

鄯善万顺发新能源科技有限公司  吐鲁番地区鄯善县  838200  

摘要：中国是煤生产的主要能源生产国之一，中国的煤焦油产量仍居世界第一位。我国主要的燃料油或石脑油优质原油，是不同类型的煤种用于生产煤焦油，结合不同的加工条件，煤焦油生产的类型和成分各不相同。作为中国能源开发和转化的替代方案，对煤焦油的加氢反应作为石油能源的主要替代方向进行了深入研究。本文运用煤焦油加氢反应原理和方法，分析影响加氢反应因素，并通过对加氢反应性研究，帮助企业找到提高煤焦油生产效率的有效途径。

关键词：煤焦油；加氢反应性；有效办法

煤焦油是化工行业最重要的副产品之一，由脂肪、烯、酚属、环烷和芳香烃化合物组成，由数十万种混合物组成，这些混合物代表了合成塑料、农药、制药和国防工业中广泛使用的高价有机材料。它目前在煤焦油工业中用于提取少量苯、酚、萘、蒽和其他化学品。许多其他化学品被用作原材料并污染环境。煤焦油由于加氢处理，合理利用和保护环境非常重要。

一、概述

煤液化在煤炭生产中发挥着重要作用，随着日益激烈市场的竞争，煤炭资源的保护和合理利用已成为煤炭工业的主要方向。有两种方法可以直接固体直接液化进行化学处理，一种是使用压力和氢催化将煤直接液化为液体燃料的直接液化，另一种是使用各种催化剂将煤直接液化为其他气体间接液化。煤直接转化为液体燃料的条件要求很高，对煤的要求也很严格。在大气压为400℃和约150个的典型煤直接液化中，加氢液化，但石油产品含有芳烃化合物，硫和氮等杂质为了达到目前的石油产品水平，必须使用深度加氢精制。通常，无水无灰煤能一吨沙子情况下可以转化为液化油半吨。煤直接液化油的清洁汽油，柴油和飞机燃料。然而，直接液化技术尚未大吨位商业化生产，主要是由于对煤的要求特殊、反应条件、设备制造困难和生产成本高，随着中国经济的快速发展和环境要求的提高，煤液化已成为煤焦油副产品，是煤制品可持续发展和利用的重要课题。鉴于煤焦油行业的发展，国内其行业正处于整合变革，煤焦油行业正朝着集中、分离精细、深加工、合成新材料发展。

二、煤焦油加氢的工艺原理

煤焦油是一种在干馏或气化过程中从煤中提取的液体，通常具有黑褐，粘性和刺激性气味。组成是含量高硫、氮、氧，含量高多环芳烃，粘度和密度高，机械杂质含量高，易生焦缩合，不易加工。中国的能源结构主要以煤炭为主，也是煤炭生产大国，生产大量煤焦油副产品。煤焦油加氢反应是一种多相催化剂，可以转化为低分子量的碳氢化合物，如柴油、石脑油。氧，氮，硫分子和金属有机化合物通过硫，氮，氧和金属液体溶解成氢解反应，加氢转化烃和非烃类化合物，裂化、异构化烷烃、烯烃，加氢反应烯烃和芳烃使其饱和。

三、煤焦油加氢反应的主要影响因素

非常复杂的加氢反应过程，受煤焦油的属性、类别、溶剂、使用量，压力，温度和反应时间等因素的影响。(1)把氢溶剂供给氢并输送到反应环境中溶解的煤焦油和煤焦油接触面积较大，提高了加氢反应效率。（2）这种催化剂降低了生产的活化能，煤焦油主要是通过降低的加氢反应条件，活化能反应所需，使它们可以在低反应条件下或正常条件下发生。(3)焦油加氢温度是影响煤的一个非常关键因素，除非温度条件满足煤焦油加氢反应的要求，较长的反应时间不能达到氢交换的目的，对煤焦油加氢温度有很大的影响；(4)压强作用煤焦油加氢是氢气压力增加，增加氢气反应速度，促进表面氢气向和扩散空隙深度，降低结焦几率的煤焦油热解，大大提高加氢反应速度；(5)影响煤焦油加氢反应时间也是重要因素，应结合生产成本、生产、温度、压力、催化剂等影响因素考虑，所有影响其因素，科学合理地确定反应时间。

四、煤焦油的加氢反应方法

1.溶剂加氢。是一种炭化反应，该反应主要使用四氢喹啉、四氢萘以及氢化蒽油作为氢反应，供氢性溶剂用于氢的传递和供应，氢原子转移到煤焦油分子中。

2.催化加氢。加氢裂化或加氢精制可用于实现反应，但对总反应温度和压力要求较高，催化剂可有效降低加氢反应条件，又称催化加氢。催化加氢中的氢主要由催化剂在一定温度和压力下转化为液态，以达到所需催化加氢。

3.醇类加氢。通过醇类的芳环结构结构的加氢还原反应;该类化合物无催化剂反应而醇类化合物在氧化后对酮类或醛类反应。在该反应中，芳香环结构氢化，而整个化学过程被裂化和烷基化反应的醚键。由于温度和压力条件相对较高，有效抑制加氢副和醚反应是未来需要解决的主要问题之一。

4.电化学加氢。是一种常用的有机物电化学加氢方法，用于研究芳烃化合物和煤焦油不同条件下的氢反应，而不需要催化或无污染。电化学加氢而不是传统的氢分子作为加氢反应的质子源，只需控制通电参数，如时间，电流和电解质浓度，可有效控制加氢过程，提高产品性能。

四、煤焦油技术优点

1.煤焦油加氢悬浮床或鼓泡床采用非均相催化剂，重馏分油用于在370℃温度下加氢裂化轻质化，反应产物中含有许多催化剂，以获得较大的优质化，脱除催化剂处理优化反应器加入少量的尾油，大量的区分使重馏和轻质分油。轻质油和催化剂不仅使用原材料，还使用催化剂来最大限度地提高轻质油和碳的生产，在93％以上油收率。

2.悬浮床或鼓泡床加氢工艺所采用，固体粉状非均相颗粒催化剂，粉尘颗粒加氢裂化的通常催化剂不与焦油相互作用，只有在悬浮杂煤时才促进化学反应。反应系统中这导致焦炭沉积，正常运行设备影响，启动周期延长启动周期。

3.煤焦油脱酚采用传统的，煤焦油原料(低于260°C)处理酚馏分化合物，不仅为酚类化合物提供了高附加值，而且还降低了随后的加氢过程中酚类化合物的含量。酚化合物影响加氢催化剂的活性和床的稳定性。

作为未来石油能源发展的替代品，对煤焦油加氢的研究了解煤焦油加氢的原理、方法和影响因素后具有重要的现实意义，对煤焦油的加氢反应进行了详细的分析，并用对反应数据进行了分析，以寻找煤焦油的加氢的最佳生产条件，提高煤焦油的加氢的效率。

参考文献：

[1]白冬宏.煤焦油深加工技术[M].北京：化学工业出版社，2022.

[2]房建.浅谈煤焦油加氢技术[J].中国石油和化工标准与质量，2022(09).

[3]杜凡.煤焦油加氢技术概述[J].广东化工，2022(17).

[4]刘苗.浅谈中低温煤焦油加氢技术[J].化工管理，2022(14).

[5]刘军.中低温煤焦油加氢技术[J].化工管理，2022(26).

[6]孙晓红.中低温煤焦油加氢过程中沥青质组成与性质[J].化学反应工程与工艺，2022(06).

[7]吴雨娜.分析煤焦油深加工技术[M].北京：化学工业出版社，2022.

[8]秦涛.研究煤焦油加氢技术[J].中国石油和化工标准与质量，2022(09).

[9]孙苗.探讨中低温煤焦油加氢过程中沥青质组成与性质[J].化学反应工程与工艺，2022(06).