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【交流】煤焦油加氢技术
各位虫友们，讨论一下“煤焦油加氢技术”的发展前景，国内现有的应用该项技术的公司和装置怎么样？？？
我们单位是把煤焦油粗加工，然后两苯塔蒸馏，得到轻苯、萘油、洗油、酚油以及沥青。轻苯和回收车间得到的重苯再深加工，也就是苯加氢。 以下是我搜索的
人类赖以生存的自然环境在不断恶化，如：世界性能源危机不断升级、淡水短缺、大气污染等。石油作为一种不可再生的自然资源正在日渐减少，价格不断上涨。煤炭虽然也是一种不可再生的自然资源，但世界煤炭储量丰富，至今没有象石油一样大规模开采利用，因此，将煤炭作为石油的后备或补充能源是大势所趋。
煤炭资源的利用主要有如下几种：煤的直接燃烧、煤的直接液化、煤的间接液化和煤焦化（包括煤气化）。其中煤炭燃料油性利用的是煤的直接液化、煤的间接液化和煤焦化。由于煤直接液化和间接液化装置的建设投资大、运行成本高（主要是需要庞大的电力和水资源做支撑），国内是以能源储备技术的方式在开发，目前无工业化装置。煤焦化是为炼钢企业提供焦炭，但它副产焦炉煤气和煤焦油，以往炼焦企业的焦炉煤气直接外排大气，不但污染环境也造成能源浪费；煤焦油则以低附加值产品形式流入燃料油市场，虽可补充石油燃料油市场，但煤焦油中含有的大量硫、氮则会以SOx和NOx进入大气污染环境。
煤焦油加氢技术就是采用固定床加氢处理技术将煤焦油所含的S、N等杂原子脱除，并将其中的烯烃和芳烃类化合物进行饱和，来生产质量优良的石脑油馏分和柴油馏分。一般煤焦油加氢后生产的石脑油S、N含量均低于50ppm，芳潜含量均高于80%；生产的柴油馏分S含量低于50ppm，N含量均低于500ppm，十六烷值均高于35，凝点均低于-35℃～-50℃，是优质的清洁柴油调和组分。
1.煤焦油加氢技术概述
1.1煤焦油的主要化学反应
煤焦油加氢为多相催化反应，在加氢过程中，发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应：
①加氢脱硫反应
②加氢脱氮反应
③芳烃加氢反应
④烯烃加氢反应
⑤加氢裂化反应
⑥加氢脱金属反应
1.2影响煤焦油加氢装置操作周期、产品质量的因素
主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为：反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。
1.2.1反应压力
提高反应器压力和/或循环氢纯度，也是提高反应氢分压。提高反应氢分压，不但有利于脱除煤焦油中的S、N等杂原子及芳烃化合物加氢饱和，改善相关产品的质量，而且也可以减缓催化剂的结焦速率，延长催化剂的使用周期，降低催化剂的费用。不过反应氢分压的提高，也会增加装置建设投资和操作费用。
1.2.2反应温度
提高反应温度，会加快加氢反应速率和加氢裂化率。过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度，使稠环化合物缩合生焦，缩短催化剂的使用寿命。
1.2.3体积空速
提高反应体积空速，会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。对于新设计的装置，高体积空速，可降低装置的投资和购买催化剂的费用。较低的反应体积空速，可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率，同时延长催化剂的使用周期，但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。
1.2.4氢油体积比
氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据，描述的是加氢进料的需氢量相对大小。煤焦油加氢比一般的石油类原料，要求有更高的氢油比。原因是煤焦油组成是以芳烃为主，在反应过程中需要消耗更多氢气；另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程，需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走，避免加氢装置“飞温”。
1.2.5煤焦油性质
煤焦油的性质会影响加氢装置的操作。
氮含量
氮化物主要集中在芳环上，它的脱除是先芳环加氢饱和，后C-N化学键断裂，因此，原料中氮含量的增加，对加氢催化剂活性有更高的要求，同时，反应生成的NH3也会降低反应氢分压，影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。
硫含量
原料中的硫在加氢过程中生成H2S，因此，硫含量主要影响反应氢分压，高的硫含量增加，会明显降低反应氢分压，从而影响催化剂的使用周期和加氢饱和能力。
沥青质
沥青质对加氢装置影响主要是造成催化剂结焦、积碳，引起催化剂失活，加速反应器的提温速度，缩短催化剂的使用寿命。
微量金属杂质
原料中含的微量金属杂质主要有Fe、Cu、V、Pb、Na、Ca、Ni、Zn等，这些金属在加氢过程中会沉积在催化剂上，堵塞催化剂孔道，造成催化剂永久失活。
2. 煤焦油的加氢结果（举例）
2.1高温煤焦油的重洗油加氢
加氢后产品性质
密度(20℃) /g/cm-3 0.8730 总环烷 80.6
馏程/℃其中: 一环 38.2
IBP/10% 120/196 二环 40.4
30%/50% 213/218 三环 2.0
70%/90% 224/232 总芳烃 19.4
95%/EBP 242/274 其中: 一环 18.1
十六烷值 33.1 二环 0.3
由于洗油处于石油中的柴油沸程内，因此洗油加氢后只有一种产品，那就是好的柴油调和组分。由加氢生成的柴油馏分性质可以看出，其密度为0.8730、十六烷值提高为约33，已是很好的柴油调和组分。
2.2高温煤焦油的蒽油加氢
蒽油加氢的产品分布
项目 数据，％
气体 2.31
<65℃ 2.51
65～177℃（石脑油馏分） 24.44
>177℃（柴油馏分） 70.74
C5+液收 97.69
蒽油加氢石脑油（65～177℃）的性质
密度(20℃)/g/cm-3 0.786 环烷烃 90.0
辛烷值(RON) 65 C5/C6 0.2/19.0
S/mg×g-1 <0.5 C7/C8 23.4/17.6
N/mg×g-1 <0.5 C9/C10 14.3/13.5
组成分析， %
C11 2.0
烷烃 6.2
芳烃 3.8
C4/C5 0.2/0.9
C6/C7 1.4/0.8
C6/C7 1.9/1.7
C8/C9 0.6/0.9
C8/C9 0.9/0.5
C10 0.1
芳潜 88.53
蒽油加氢柴油馏分（>177℃）性质
密度(20℃)/g/cm-3 0.8904 闪点/℃ 56
馏程/℃凝点/℃ <-50
IBP/10% 176/213 冷滤点/℃ <-41
30%/50% 226/240 十六烷值 37.8
70%/90% 260/296 S/?g?g-1 <5
95%/EBP 311/346 N/?g?g-1 <1.0
从上述表中数据可以看出，石脑油（65～177℃）产品是优质的化工石脑油原料，尤其用作生产“三苯”的重整进料；而柴油馏分（>177℃）则是优质的清洁柴油调和组分。
3.煤焦油的加氢结果讨论
3.1原料选择
通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为延长加氢装置的运转周期，最大化提高经济效益，煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。总之是不含游离炭和无机物的煤焦油有机馏分。
3.2加氢工艺流程选择
通过对各种煤焦油原料加氢的分析，为了从煤焦油中获得优质的石脑油馏分和柴油调和组分，应根据煤焦油加氢装置的进料的不同，选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等不同工艺流程，以满足对产品的要求。
4.煤焦油加氢的经济性
煤焦油加氢技术装置主要包括：煤焦油加氢装置、制氢装置。制氢装置按焦化厂的焦炉煤气作原料制氢来计，以目前市场价格，一套10万吨/年的煤焦油加氢项目投资约16311万元，其中建设投资14300万元。年均销售收入50534 万元，年均总成本费用32392万元，年均所得税后利润 8868万元，投资利润率为81.14 %，静态投资回收期为3.53 年（含建设期1.5年）。各项经济评价指标远好于行业基准值，项目经济效益较好，并具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展、利于目前煤炭综合利用的具有较高经济回报的项目。
5.1煤焦油加氢装置的优化进料为：低温煤焦油（含煤气化焦油）、高温煤焦油的洗油、高温煤焦油的洗油和蒽油的混合物、高温煤焦油的蒽油、中温煤焦油。
5.2为满足产品要求，煤焦油加氢工艺根据煤焦油性质的不同，可选择加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺。
5.3煤焦油加氢生产优质石脑油和柴油调和组分项目的经济效益较好，也具有较强的抗风险能力。是一个利于环境保护、利于煤炭焦化行业深发展的项目。 加氢可以提高热值以及稳定性~技术应该已经比较成熟了吧 是不是煤化工的前沿领域？？？ 小女子在煤焦油加氢化工公司工作，欢迎各位同行多多交流哦！:P Originally posted by 张成刚 at
是不是煤化工的前沿领域？？？ 应该我不是煤化工的前沿领域，但是对科学研究来说，煤焦油加氢还是很有研究价值的，另外其应用价值也不错，我认为这一研究的核心还是催化剂研制问题，楼主如果做这方面的研究，建议留心催化剂问题 本人对其中所用的加氢反应器挺感兴趣的，以前做高压容器。现在想做这方面的拓展。 煤焦油中的很多东西现在国内工业界还提炼不出
当今国内最大的煤焦油加工项目在曹妃甸，用的考伯斯的技术，一期工程60万吨每年
:cool: 煤焦油加氢方法很多：
1 天元的延迟焦化+固定床加氢（已产业化，11年转让两套（1.3亿RMB*2））
2 富油的全馏分固定床加氢（正在试车）
3 山西煤化所的小于360度馏分固定床加氢（已设计）
4 美国KBR公司（和延长集团合作）的悬浮床+固定床工艺（正在设计）
估计富油的效益会最好，因为生产的石脑油、柴油等轻质油品多。
另外，国外的有美国COED，澳大利亚csiro加氢工艺等。 kk法好像有不少啊 本人从事煤焦油加氢制燃料油工作3年，有感兴趣的可以交流一下！ 煤焦油加氢技术可以说是比较成熟吧，国内的有七台河宝泰隆、神木锦界天元、富油等，天元采用延迟焦化技术、富油采用全馏分加氢技术，各项技术最大差别还是在于催化剂，反应深度决定了汽柴油的产率不一样。 国内有好几家做的不错呢，有山西煤化所，盛邦，天元。我们准备用煤化所的技术。感觉中科院系统还是比较可靠的。 煤焦油加氢现在是不是很有潜力啊！自己要不要转向这个方向呢！ 陕西工业技术研究院也有煤焦油加氢中试项目，正在寻找中试合作伙伴。 煤焦油加氢技术在我国有成熟的技术了，你可以联系联系。。。。上流式污泥床过滤器处理生物质气化发电焦油废水―――厌氧污泥驯_反应器_中国百科网
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上流式污泥床过滤器处理生物质气化发电焦油废水―――厌氧污泥驯
    摘 要:处置生物资气化发电焦油废水的上流式污泥床过滤器(ＵＢＦ)内厌氧污泥在情况温度(16～36℃)条件下完成驯化并实现颗粒化,其间焦油废水的ＣＯＤ比例是主要影响身分。ＵＢＦ反应器稳定运行时,在ＨＲＴ为669ｈ,ＯＬＲ为065～075ｋｇＣＯＤ?ｍ-3ｄ-1的条件下,焦油废水ＣＯＤ平均往除率到达26。关头词:生物资气化;焦油废水;ＵＢＦ反应器;驯化;颗粒化中图分类号:Ｘ703;Ｓ2164 引言 1984年,加拿年夜Ｇｕｉｏｔ[1]开发的上流式污泥床―过滤器(ＵｐｆｌｏｗＢｌａｎｋｅｔＦｉｌｔｅｒ,简称ＵＢＦ)复合式厌氧反应器,是由上流式污泥床(ＵＡＳＢ)和厌氧滤器(ＡＦ)复合而成,反应器下部是高浓度颗粒污泥组成的污泥床,上部是填料和其概况附着的生物膜组成的滤料层。ＵＢＦ装配极年夜地延长了ＳＲＴ,反应器内污泥的浓度高,增强了反应器对不良身分(例若有毒物资)的顺应性,能够高效、稳定地处置高浓度难处置有机废水。焦油废水是生物资气化发电燃气水洗净化进程中发生的洗涤废水,其ＣＯＤ浓度一般在2000ｍｇ?Ｌ-1左右,氨氮浓度在400ｍｇ?Ｌ-1左右,含有年夜量复杂的多环芳烃类物资,另外,凭据笔者研究,焦油废水对厌氧菌有毒性,属于生物难降解有机废水。是以,在处置焦油废水的ＵＢＦ反应器中完成污泥驯化和颗粒化有一定的难度,本文在这一方面作了一些索求。1 材料和方式1.1 实验装备与工艺流程实验中的ＵＢＦ反应器采用直径300ｍｍ铸铁管制成,高2450ｍｍ,总容积173Ｌ。整个反应器由两张多孔板朋分成3段:即污泥床,竹子填料滤层和颗粒活性炭(ＧＡＣ)填料滤层。ＧＡＣ上部是集水区和气室,反应器底部有穿孔管配水装配。反应器的几何尺寸示于表1。实验流程示于图1。1.2 实验方式实验中以蔗糖作为共基质对厌氧污泥进行同步驯化(污泥培育和驯化同时进行),并逐渐增加反应器人工合成进水中焦油废水ＣＯＤ比例。蔗糖为生物易降解物资,为微生物的生长提供基质和能量,并偶发代谢焦油废水中难降解物资。1.3 进水成份及微量元素投加量实验采用人工合成废水加分歧比例的焦油废水,配制的人工合成废水成份见表2。(ａ该值由实验测定;ｂＣＯＤ∶Ｎ∶Ｐ=200∶5∶1;ｃ小苏打的投加量知足进水ＣＯＤ∶碱度&3∶1;ｄ焦油废水的量凭据实测值肯定。)为了确保系统不因缺少其它无机营养元素而遭到抑制,实验中直接向反应器投加一定量的常量元素(Ｍｇ,Ｃａ,Ｆｅ)和微量元素(Ｃｏ,Ｎｉ,Ｍｎ,Ｚｎ)。2 成效和计议2.1 驯化整个驯化进程用时274天,其中进水中焦油废水ＣＯＤ比例为1/40用时57ｄ,1/30用时23ｄ,1/20用时56ｄ,1/10用时6ｄ,1/5用时12ｄ,1/4用时26ｄ,1/3用时39ｄ,1/2用时20ｄ,3/4用时18ｄ,1/1用时18ｄ。实验温度为室外自然温度(16～36℃),实验时代焦油废水比例、进、出水ＣＯＤ浓度、ＣＯＤ往除率、有机负荷变化曲线示于图2,3,4。211 ＣＯＤ往除率图3讲明统一焦油废水比例阶段,ＣＯＤ往除率先下降后回升,最后稳定(废水比例为1/3,1/2,3/时比力较着)。这说明,人工合成废水中焦油废水比例增加,微生物活性遭到抑制,ＣＯＤ往除率下降。经过一段时间后,微生物体内形成顺应新情况的酶系其转化有机物能力有所恢复,ＣＯＤ往除率呈上升趋向。整个驯化阶段随着进水中焦油废水比例增加ＣＯＤ往除率呈下降趋向。212 有机负荷图4讲明在整个驯化阶段有机负荷(ＯＬＲ)由最小值增加至最年夜值,然后再逐渐削减。整个驯化期可分为低负荷运行期(第1～12ｄ)、负荷慢慢提高期(第13～57ｄ)、高负荷运行期(第58～73ｄ)、负荷稳定运行期(第74～132ｄ)、负荷慢慢下降期(第133～274ｄ)5个时期。有机负荷直接反映了基质与微生物之间的平衡关系,对既定反应器,微生物在分歧运行时期、分歧生活情况中对有机物的降解能力存在着差异。实验中焦油废水比例增至1/10以上后,厌氧微生物遭到的迫害作用增加,为避免微生物活性的完全损失,主要经由过程下降进水浓度来下降有机负荷,有用避免了驯化的失败。22 污泥颗粒化实验中颗粒污泥初度形成期在运行的第35～133ｄ:反应器运行的第35ｄ反应器底部1号取样口泛起颗粒污泥,第125ｄ竹子填料段底部的3号取样口泛起颗粒污泥,到第133ｄ颗粒污泥布满整个反应器的悬浮相。第133ｄ以后,尤其是第142ｄ以后颗粒污泥遭到废水比例变化的影响,颗粒污泥解体和颗粒化两种变化趋向交替泛起,到实验竣事时,颗粒污泥最终布满整个反应器。实验中培育的颗粒污泥为似球形粒状物,粒径为1～3ｍｍ,质地松软,有韧性和粘性。颗粒污泥概况呈黑色、灰黑色、黄色三种颜色。有的颗粒污泥一半呈灰黑色,一半呈黄色。221 焦油废水比例变化对污泥颗粒化的影响污泥颗粒化主要发生在废水比例为1/40,1/30,1/20,1/10时,该时期内焦油废水浓度较低,废水比例增加对颗粒污泥的影响不年夜。废水比例履历1/5,1/4,1/3,1/2,3/4,1/1变化时,颗粒污泥形态不稳定,而且焦油废水比例变化对反应器底部污泥影响比对填料段污泥影响年夜。废水进进反应器首先和底部的污泥接触,污泥概况可以吸附降解废水中部门有机物,另外,人工合成废水在反应器底部经水力夹杂获得稀释,进进反应器填料段的焦油废水浓度下降,响应的焦油废水毒性物资浓度下降,所以填料段污泥遭到焦油废水比例变化的影响较小。焦油废水比例增加,受焦油废水成份的影响颗粒污泥解体,其概况细菌脱落,经过一段时间后,微生物又泛起团圆、颗粒化的趋向。这与驯化进程中ＣＯＤ往除率随焦油废水比例增加的变化情况相近,都是先恶化然后逐渐恢复好转。另外,值得一提的是,在每一个焦油废水比例阶段,污泥重新团圆泛起颗粒化趋向恰好是ＣＯＤ往除率起头回升的起点,这并非是巧合,由于颗粒污泥自己的活性就很高,污泥能够发生团圆,说明其活性有所恢复,ＣＯＤ往除率有所恢复。222 有机负荷对污泥颗粒化的影响运行35ｄ时,反应器底部泛起颗粒污泥,第36～57ｄ,有机负荷变化频仍,颗粒污泥的状态极不稳定。高负荷运行期,有机负荷在19ｋｇＣＯＤ?ｍ-3ｄ-1左右,维持了较高的水平。在此阶段,污泥产气兴旺,高达1172Ｌ/ｄ,污泥过度洗出,污泥颗粒化延迟。负荷稳定运行期,反应器的有机负荷维持在9～10ｋｇＣＯＤ?ｍ-3ｄ-1范围内,连结相对稳定。颗粒污泥在此时代成长、成熟起来,并布满整个反应器。负荷慢慢下降期,焦油废水比例增加,反应器的处置效果起头恶化,有机负荷被迫慢慢减低,但终因废水水质特征未减缓反应器处置效果的恶化。在此阶段,影响颗粒污泥的主要身分是废水自己性质,有机负荷已不再是主导身分。综上所述,ＯＬＲ对颗粒污泥的形成有很年夜影响。频仍变化进水浓度和ＨＲＴ慢慢提高ＯＬＲ对颗粒污泥的形成发生晦气影响;超高负荷时,污泥产气兴旺,但晦气于污泥沉降形成颗粒污泥。维持进水基质浓度与进水流量的相对稳定,即使ＯＬＲ稳定在一定范围内有益于颗粒污泥的形成。23ＵＢＦ处置全焦油废水效果进水完全是焦油废水(2000ｍｇＣＯＤ?Ｌ-1左右)时,在ＯＬＲ为065～075ｋｇＣＯＤ?ｍ-3ｄ-1,ＨＲＴ为669ｈ条件下,ＣＯＤ平均往除率为26。ＵＢＦ反应器内厌氧污泥虽然经过驯化,但反应器对焦油废水的处置能力依然较低,分析其缘由有:1焦油废水对厌氧微生物有迫害作用;2焦油废水成份复杂,多为酚类、多环芳烃类物资,其中很多都是生物难降解物资;3焦油废水的氨氮浓度高,其氨氮浓度为362～492ｍｇ?Ｌ-1,废水ｐＨ在88左右,略显碱性,游离ＮＨ3多,对厌氧微生物有抑建造用,4出水的ｐＨ值在80左右,略高于甲烷菌的最适生长ｐＨ范围68～72[2]。3 结论对ＵＢＦ反应器污泥驯化和污泥颗粒化研究可以得出以下结论:(1)处置焦油废水的ＵＢＦ反应器完成污泥驯化的技术条件有:1以易生物降解的蔗糖为共基质,为微生物的生长提供碳和能量的来历,避免驯化失败;2连结恰当的有机负荷。进水中焦油废水ＣＯＤ比例增加时,可经由过程减小进水的ＣＯＤ浓度下降反应器的有机负荷,从而减缓进进反应器焦油废水尽对量的增加,避免驯化失败。(2)在处置焦油废水的ＵＢＦ反应器中形成颗粒污泥的技术条件是要连结恰当的有机负荷。颗粒污泥泛起以后,进水基质浓度,水力停留时间频仍改变,颗粒污泥的形态不稳定;超高负荷时,微生物产气兴旺,污泥过度洗出,晦气于污泥颗粒化;有机负荷在9～10ｋｇＣＯＤ?ｍ-3ｄ-1范围内利于颗粒污泥形成、成熟。(3)ＵＢＦ反应器处置焦油废水到达稳定运行状态时,ＣＯＤ平均往除率为26,虽然处置效率较低,可是厌氧生物处置可以作为焦油废水好氧生物处置的预处置手段。参考文献:[1] ＧｕｉｏｔＳＲ,ＶａｎｄｅｎＢｅｒｇｌＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄＢｉｏｍａｓｓＲｅｔｅｎｔｉｏｎｏｆａｎＵｐｆｌｏｗＡｎａｅｒｏｂｉｃＲｅａｃｔｏｒＣｏｍｂｉｎｉｎｇａＳｌｕｄｇｅＢｌａｎｋｅｔａｎｄＦｉｌｔｅｒ[Ｊ]ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌＬｅｔｔ1984ａ,(6):161～164[2] 高廷耀,顾国维水污染控制工程(下册)[Ｍ]北京:高等教育出书社,1999相关文章?生物氢能机制模拟6:53:00?生物资烧毁物制氢技术:53:00?生物资气化发电技术八6:53:00?生物资气化发电技术三6:53:00?生物资气化发电技术一6:53:00?生物资合成燃料二甲醚的技术:53:00?我国生物工业成长正处于一个重要关口6:52:00
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中低温煤焦油加氢制油技术现状
煤焦油是煤炭热解、气化等利用过程中产生的副产品，是碳氢化合物的复杂混合物，大部分为价值较高的稀有种类，是石油化工难以获得的宝贵资源。根据煤热加工过程的不同，所得到的煤焦油通常被分为高温焦油（900℃～1
000℃）、中温焦油（650℃～900℃）和低温焦油 （450℃～650℃）。
我国是产煤大国，有着丰富的煤焦油资源，煤焦油作为生产兰炭、焦炭和煤气化的副产品，目前年产约1500万吨，除部分高温煤焦油用于提取化工产品外，多数煤焦油没有得到合理的利用，大部分中低温煤焦油和少量高温煤焦油被作为燃料进行粗放燃烧。因煤焦油中含有大量的芳香族等环状结构化合物，较难充分燃烧，同时煤焦油含碳量高，含氢量低，燃烧时更容易生成炭黑，致使燃烧不完全并产生大量的烟尘；
另外，由于煤焦油中硫和氮的含量较高，燃烧前又没有进行脱硫脱氮处理，所以在燃烧时排放出大量的SOx和NOx，造成严重的环境污染，与当前全球大力提倡的绿色环保能源的潮流背道而驰。如果将这部分煤焦油通过催化加氢制成高清洁的燃料油（汽油和柴油），不仅能够提高煤焦油的利用价值，大大减少环境污染，还可以每年为国家新增国民生产总值300多亿元。
中低温煤焦油概述
中低温煤焦油的组成和性质不同于高温煤焦油，中低温煤焦油中含有较多的含氧化合物及链状烃，其中酚及其衍生物质量含量可达10%～30%，烷状烃大约20%，同时重油（焦油沥青）的含量相对较少，比较适合采用加氢技术生产清洁燃料油。中低温煤焦油（以下“煤焦油”即“中低温煤焦油”）从外观上看，是黑色黏稠液体，密度略小于1000kg/m3，黏度大，具有特殊的气味，其主要组成是芳香族化合物，且大多数是两环以上的稠环芳香族化合物。不同的热解工艺、不同的原料煤都直接影响煤焦油的性质和组成。下表列举出了一种典型中低温煤焦油的性质及组成数据。
初步估算，全国低温煤焦油总年产能约为400万吨，生产企业主要分布在晋、陕、蒙、宁四省区交界地带，陕西榆林神府地区和内蒙鄂尔多斯市的伊旗、准旗最多，另外在山西、宁夏、新疆等省区也有部分生产企业。
由于对低温煤焦油生产建设初期引导不够，缺乏整体规划，集中度低，污染严重，达不到环保要求；而且基本上以规模较小、分散经营的个体民营企业为主，以个人独资、股份制或合伙经营为主要方式，尚未形成有竞争优势的主导企业。根据2006年6月国家发改委关于关闭落后小半焦生产的指示，大部分焦油年产能低于1万吨的小规模生产企业被关闭，目前低温煤焦油的实际年产量约为200万吨。
煤焦油加氢原理及工艺
进入21世纪，我国焦化工业迅速发展，产生大量的高温煤焦油和生产兰炭所产生的大量中低温煤焦油。一些研究单位开始研究通过催化加氢把煤焦油做成清洁的燃料油（如汽油和柴油）。煤炭科学研究总院和中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司曾将煤气化焦油及高温煤焦油经过脱除水分、机械杂质和沥青预处理，再进行深度的加氢精制和重质油馏分的加氢裂化小试实验。
而对于中低温煤焦油催化加氢制备清洁燃料油的研究报道较少，国外对煤焦油的催化加氢的研究多是以煤焦油中的某一个或一类化合物的加氢反应为模型，研究其加氢过程中所包含的复杂化学反应，包括对萘、蒽油和菲等的加氢裂化反应都有研究。
如Lemberton等以煤焦油中的菲加氢转化为模型反应，研究了菲在双功能催化剂Ni-Mo/Al2O3上的反应，并探讨了卡唑和1-萘酚对催化剂酸性位和加氢活性位的影响，同时在载体中加入ZSM-5增加催化剂的酸性，并通过调整酸性位与加氢活性位的比例改善反应过程中的积碳过程。
煤焦油加氢过程包括脱除焦油中含有的硫、氮、氧等杂原子，使不饱和化合物通过加氢反应增强稳定性以及重质组分加氢裂化生成轻芳烃的过程。即反应物煤焦油在一定的反应条件和合适的催化剂存在的情况下，与H2作用发生 C-C、C-S、C-N和
键断裂，以及不饱和烃类饱和等化学反应。
1）加氢饱和反应
H2→R-CH2-CH3
R-CH=CH-CH=CH2+
2H2 →R-CH2-CH2-CH2-CH3
2）加氢脱硫反应
→ RH + H2S
3）加氢脱氮反应
R-CH2-NH2+H2→ R-CH3+NH3
4）加氢脱氧反应
煤焦油加氢过程是在一定温度、压力条件下，在催化剂床层上进行加氢反应，将煤焦油所含的硫、氮等杂原子脱除，并将其中的芳烃类化合物饱和，生产优质汽油和柴油。其工艺过程是：
经预处理脱除水分和沥青质后的煤焦油进入加氢原料缓冲罐，原料经泵打出与氢气混合加热后进行加氢反应，加氢生成物进换热器冷却，再进入分离器进行气液分离，分离出的氢气返回系统循环利用，分离得到的液相进入分馏塔，塔顶轻质油为汽油，塔底重质油经过滤后即为柴油。
2.2加氢工艺
2.2.1上海胜帮公司加氢精制—加氢裂化工艺
上海胜帮工程技术有限公司开发的成套煤焦油加氢工艺，反应部分采用炉前混氢，正常操作反应器入口温度通过调节换热器操作来实现，第2、第3反应器床层入口温度通过调节急冷氢量来控制，反应器主要操作条件见下表。
分离部分采用三相（油、气、水）分离的立式冷高压分离器；分馏部分采用“分馏
稳定”流程，分馏塔按重沸炉方式操作；催化剂采用分级装填技术，有效降低反应器的压降，降低床层温差，提高催化剂效率。
该工艺的优点是工艺流程简单、技术成熟、生产过程清洁、产品性质优良。陕西腾龙煤电集团、黑龙江七台河宝泰隆煤化工集团、内蒙古庆华集团的煤焦油加氢项目均采用了该技术，其中陕西腾龙煤电集团、七台河宝泰隆煤化工集团均已开车投产，生产出合格的燃料油。
2.2.2抚顺石油化工研究院煤焦油加氢裂化工艺
2004年抚顺石油化工研究院提出了一种均相悬浮床煤焦油加氢裂化工艺，即全馏分煤焦油在悬浮床反应器内进行加氢和裂化反应。为了避免原料中的氮、氧、固体颗粒等对常规负载型催化剂活性的影响，该技术采用均相催化剂，把催化活性组分制备成水溶性盐均匀地分散在原料油中。
主要操作条件是：反应温度控制在320℃～420℃，反应压力6
MPa，体积空速0.5 h -1
～3.0 h -1
，氢油体积比400～2000。反应生成物经分离、分馏系统得到石脑油、柴油和重油，其中石脑油和柴油进入固定床加氢反应器继续深度加氢精制或加氢改质，用于降低其杂原子、芳烃含量，提高柴油的十六烷值；重油部分大部分循环到悬浮床反应器入口用于进一步裂化成轻油馏分，少量重油（2%～10%）从装置中排出，用来降低系统中固体的含量。
2.2.3陕西神木天元化工煤焦油加氢裂化工艺
陕西天元化工有限公司对煤焦油进行“两次加氢、尾油裂化”，然后对生成油进行分离得到燃料油，其50万吨/年中温煤焦油轻质化项目已于2010年4月开车成功。来自罐区的原料焦油与氢气混合加热升温后送入预加氢反应器。预加氢反应器的主要任务是对原料油内所含氮、氧、硫及重金属化合物进行加氢转化，生成相应的氨气、水、硫化氢及硫化物而被脱除。
预加氢完毕后，初产物再送入二段加氢反应器进行第2次加氢，反应流出物经分离器分离出氢气和生成油，生成油经分馏塔分离为塔顶的产品油和塔底的尾油，尾油送入加氢裂化反应器继续加氢仍可得到液化气、石脑油和柴油馏分等产品。该加氢工艺的煤焦油转化率高达93%以上，每年可生产柴油15万吨、汽油8万吨和液化气0.4万吨。
2.2.4哈尔滨气化厂煤焦油加氢裂化工艺
煤焦油进入加热炉与氢气混合，混合后进入加氢精制反应器，再经过换热进入高压分离器，分离出的氢气经循环压缩机回到加氢精制反应器，生成油进入低压分离器，分离出低分燃料气后进入脱氧塔，进一步脱掉燃料气后进入分馏塔，分馏后的汽油、柴油和润滑油引出分馏塔后，尾油则引入裂化加热炉与氢气混合后进入裂化反应器，进行裂化反应后，生成油则进入低压分离器分离出燃料气后进入分馏塔，与加氢精制生成油一起进行分馏。
将中高温煤焦油转化成优质汽油、柴油、润滑油等，减少了环境污染。加氢精制条件压力12.8 MPa，氢油比1200∶1，空速0.8 h
-1 ，加氢精制温度370℃。加氢裂化温度380℃，氢油比800∶1，大于370℃单程转化率最高65%。硫、氮含量在10&10-6以内。
2.2.5煤炭科学研究总院的煤焦油加氢裂化工艺
2010年，煤炭科学研究总院借鉴了煤直接加氢液化工艺技术思想和石油渣油加氢工艺技术思想，提出了一种非均相催化的煤焦油悬浮床（或鼓泡床或浆态床）加氢工艺及配套催化剂技术，该技术是将煤焦油采用蒸馏的方法分离为酚油、柴油和大于370℃重油3个馏分，对酚油馏分采用传统煤焦油脱酚方法进行脱酚处理，获得脱酚油和粗酚，粗酚可进一步精馏精制、精馏分离获得酚类化合物产品；
大于370℃重油做为悬浮床加氢裂化的原料，悬浮床加氢反应温度320℃～480℃，反应压力8
MPa，体积空速0.3 h-1
，氢油体积比500～2000。催化剂是配套研发的复合多金属活性组分的粉状细颗粒悬浮床（或鼓泡床或浆态床）加氢催化剂，其中高活性组分金属与低活性组分金属的质量比为1∶1
000至1∶10，加入量中活性组分金属量与煤焦油原料质量比为0.1∶100至4∶100。
悬浮床加氢反应产物分出轻质油后，含有催化剂的尾油大部分直接循环至悬浮床反应器，少部分尾油进行脱除催化剂处理后再循环至悬浮床反应器进一步轻质化，重油全部或最大量循环，实现了煤焦油最大量生产轻质油和催化剂循环利用的目的，大大提高了原料和催化剂的利用效率。
最后，该过程得到的全部轻质馏分油（悬浮床加氢反应产物小于370℃轻馏分油和蒸馏得到的柴油、脱酚油）再进行加氢精制，生产车用发动机燃料油和化工原料。
该工艺技术的优点：
①在加氢之前脱除酚类化合物，既能得到一部分酚产品，又能降低后续加氢过程的氢耗；
②把几乎全部的煤焦油重油加氢裂化成了轻油产品，最大限度地提高了轻油收率；
③采用了适量比例的催化剂循环的方法，减少了催化剂的使用。
2.2.6长岭石化煤焦油加氢制燃料油工艺
煤焦油进行预处理后得到煤焦油加氢进料，进入装有加氢保护剂、预加氢催化剂的反应器中进行预加氢反应，预加氢生成油进入装有主加氢催化剂的反应器进行加氢反应，温度300℃～420℃，空速0.3
h-1 ～2.0 h-1
，主加氢生成油进入分馏系统，得到轻质油品和燃料油。
预处理过程首先将煤焦油原料分馏成轻、重馏分，轻馏分提取酚、蔡等化工产品；重馏分进行萃取，脱去其中过高的水分、金属、灰分等杂质和不溶物，以延长加氢催化剂的寿命。将脱酚后的轻馏分和萃取后的重馏分均匀混合，进入加氢系统。
2.2.7中科院山西煤化所煤焦油加氢裂化工艺
中科院山西煤化所于2004年开始对煤焦油加氢制清洁燃料油技术进行研究，并得到了国家科技支撑计划项目的支持。经过多年的科技攻关，开发出煤焦油加氢工艺及专用催化剂，并于2009年建起百吨级全流程中试装置。
根据中试装置获得的参数，已开发出高效的煤焦油加氢专用催化剂和10万吨/年煤焦油加氢制备清洁燃料油工艺设计包。该技术在实现煤焦油高效清洁利用的同时，能显著降低油品中硫、氮、氧等杂质含量，提高其安定性，并可提高汽油的辛烷值和柴油的十六烷值。
采用中科院山西煤化所的工艺技术，由山东齐鲁石化工程有限公司设计的新疆爱迪公司煤焦油加氢制清洁燃料油项目，是国家科技部“国家科技支撑计划20万吨/年煤焦油加氢制备清洁燃料油工业示范工程”，是全国科技支疆、山西对口援疆、自治区科技攻关重点项目，该项目已于2013年1月正式试车。
加氢产品油特性
煤焦油加氢后所得燃料油，截取170℃以前的馏分为汽油，170℃～320℃的馏分为柴油，分离后所得汽油为无色透明的液体，柴油为黄色透明液体，经测定，汽油符合国家93#汽油标准，柴油符合国家0#柴油标准，见下表。
中国中低温煤焦油的生产基本上已经形成了一套相对比较完善的技术、工艺和设备体系，并且具有广阔的市场空间，更具有雄厚的煤炭资源基础。发展煤制油有助于缓解石油供应日趋紧张的局面，也是煤焦油产业发展的有效途径。在能源战略中，国家已提出对煤要“深度加工，洁净利用”，“大力发展煤化工，开发煤基液体燃料，推进煤炭气化、液化示范工程建设，弥补油气供应不足，提高国家能源安全保障程度”。
所以，对中低温煤焦油的研发、生产、综合利用应给予相当的重视。在科学高效、节能环保的前提下，做强做大中低温煤焦油生产、加工利用产业，带动相关产业发展，必将在实现全国丰富的煤炭资源增值转化进程中发挥重要作用，促进地区的经济发展。
（来源：当代石油石化&
作者：新疆大学石油与天然气精细化工教育部重点实验室&
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