【正文】 0℃ ，液體體積空速 ，氫油體積比 1600:1 的情況下， 14MPa 是 中低溫煤焦油加氫改質(zhì)工藝 實(shí)驗(yàn)的最經(jīng)濟(jì)最合適反應(yīng)壓力。 硫化劑為 2% CS2的直餾柴油，硫化條件為反應(yīng)壓力 14MPa， 液體體積 空速 ，氫油體積比1600:1，在 250℃ 下硫化 8h， 然后升溫至 360℃ 硫化 8h。s 1) 殘?zhí)?/% Ash/% 酸度 /(mg KOH加氫改質(zhì)產(chǎn)品切割得到汽油、柴油和尾油餾分，分別占產(chǎn)物質(zhì)量的 %， %， %。 氣油體積比 /Vg Vf? 式中 :Vg第一反應(yīng)器入口循環(huán)氫的流率， Nm3/h Vf原料油的流率， m3/h 循環(huán)氫的主要作用 循環(huán)氫是向加氫裝置反應(yīng)系統(tǒng)加熱升溫的主要熱載體之一。其計(jì)算方法是 : 重量空速 ? ?1 /h W f W p? ? 式中 :Wf原料油的質(zhì)量流率， t/h 煤焦油加氫的工藝條件研究 １６ Wp反應(yīng)器內(nèi)催化劑總裝量， t 煤焦油加氫處理裝置的空速除特別說(shuō)明外，一般都指的是體積空速。 反應(yīng)壓力對(duì)加氫脫殘?zhí)?(包括加氫脫氮、芳烴的加氫飽和加氫轉(zhuǎn)化的反應(yīng) )、抑制生焦反應(yīng)以及催化劑的操作運(yùn)轉(zhuǎn)周期的影響較大。T一絕對(duì)反應(yīng)溫度 . () 將式 (1. 2)微分得下式 (1. 3) 2 2 11 1 2ln k T TEk R T T???? ???? () 從上式計(jì)算可得，反應(yīng)溫度每提高 100℃ ，反應(yīng)速率可提高 2^4倍。 反應(yīng)溫度對(duì)煤焦油加氫處理過(guò)程的影響 反應(yīng)溫度是影響煤焦油油加氫過(guò)程的重要因素之一。此外還有少量的醇類、羧酸類和酮類化合物。二是使催化劑微孔孔口堵塞，限制反應(yīng)物向微孔內(nèi)擴(kuò)散，從而導(dǎo)致表觀反應(yīng)活性降低 。 煤焦油加氫脫氮也是強(qiáng)放熱反應(yīng)，其每立方米耗氫的反應(yīng)熱約 650kcal:在煤焦油加氫處理過(guò)程中，進(jìn)料中的氮含量及其脫除率要遠(yuǎn)低于硫含量及其脫除率 。在 氫氣 存在 和催化 劑 的作用下，通 過(guò) 加 氫脫 硫反 應(yīng) ，使有機(jī)硫化合物的 CS鍵斷 裂， 將 其 轉(zhuǎn) 化 為烴類 和硫化 氫 ， 烴類 保留在 產(chǎn) 品中， HzS可在反 應(yīng) 物的分離 過(guò) 程中被分離 脫 除。 選題的目的和研究?jī)?nèi) 容 選題目的 我國(guó)是一個(gè)以 煤炭 為主要能源的大國(guó)，通過(guò)煤焦油的深加工提高煤的利用率已經(jīng)是能源綜合利用的重要途徑。 煤焦油加氫的工藝條件研究 ８ 煤氣化 焦油 寬餾分加氫工藝路線 由于此工藝路線主要采用煤氣化 的副產(chǎn)物煤焦油為原料，因此該技術(shù)核心為焦油加氫生產(chǎn)汽柴油部分， 如圖： 由圖可知，該技術(shù)與 固體熱載體熱解 全餾分加氫 工藝路線 的最大差別在于將 360℃ 餾分沒(méi)有進(jìn)一步加氫，因此造成汽柴油的收率較低。 5 塊煤熱解 煤焦油延遲焦化加氫 汽油、柴油 、蠟油 生產(chǎn)技術(shù) 角 合理、可行、投資較小 ，無(wú)三廢污染，經(jīng)濟(jì)效益顯著。針狀焦和碳纖維等高技術(shù)產(chǎn)品，產(chǎn)量不大，但附加值很高 :其他如防水防腐涂料和筑路材料等 。 (3)萘油加工 現(xiàn)有采用二甘醉進(jìn)行共沸蒸餾分離甲基萘的力法，產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)成本低。 綜上所述，我國(guó)是一個(gè)以煤為主要能源的大國(guó)，通過(guò)焦油加工可以提高煤的利用率，是能源綜合利用的重要途徑。近 30年來(lái)，由于受到來(lái)石油化工的激烈競(jìng)爭(zhēng)，以及鋼鐵工業(yè)的制約，其發(fā)展比較緩慢且不均衡。像蔥油加工產(chǎn)品，特別是瀝青加工產(chǎn)品因受到普遍重視，發(fā)展會(huì)更加迅速。 由表可知， 以 煤熱解耦合煤焦油加氫生產(chǎn)汽柴油技術(shù)正處在一個(gè)蓬勃發(fā)展騰飛時(shí)期。 特此聲明。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 煤焦油加氫 的工藝條件 研究 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師 ： 院 系 ： 化工學(xué)院 專 業(yè) ： 過(guò)程裝備與控制工程 年 級(jí) ： 2021 級(jí) 教務(wù)處制 成績(jī) （采用四級(jí) 記 分制） 煤焦油加氫的工藝條件研究 １ 摘 要 針對(duì)我省陜北地區(qū)“富煤 缺油 少氣”的 真實(shí)現(xiàn)狀，本文通過(guò)對(duì)煤焦油加工國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景的調(diào)研，同時(shí)借助于現(xiàn)代加氫技術(shù)及其工藝條件使用，采用合理的研究思路，科學(xué)合理的尋找及制定合理的工藝條件，通過(guò)催化加氫技術(shù)制取汽柴油。 論文作者簽名： 日 期： 年 月 日 煤焦油加氫的工藝條件研究 １ 第一章 文獻(xiàn)綜述 煤焦油加工的現(xiàn)狀與前景 世界能源現(xiàn)狀 序 號(hào) 國(guó) 家 煤 炭 石 油 天 然 氣 儲(chǔ)量 (億 t) 儲(chǔ)采比 （年） 儲(chǔ)量 (億 t) 儲(chǔ)采比 （ 年） 儲(chǔ)量 (萬(wàn)億 t) 儲(chǔ)采 比 （年） 世 界總計(jì) 6237 162 1636 65 1 美 國(guó) 2466 253 38 2 俄羅斯 1570 500 82 3 中 國(guó) 3261 129 資料來(lái)源：中國(guó)國(guó)土資源部 2021年數(shù)據(jù) ? 針對(duì)上述我國(guó)富煤貧油的資源現(xiàn)狀和市場(chǎng)對(duì)焦炭的大量市場(chǎng) 需求，一大批大型、環(huán)保型的焦化企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，正是由于焦化企業(yè)存在，生產(chǎn)過(guò)程中將副產(chǎn)大量的焦油產(chǎn)品。 表 1 煤焦油加氫生產(chǎn)汽、柴油已建成投產(chǎn)運(yùn)行裝置 序號(hào) 企 業(yè) 名 稱 原 料 生產(chǎn)規(guī) 模萬(wàn) t/a 建成 時(shí)間 1 云南駐昆解放軍化肥廠 （云南解化集團(tuán)有限公司） 褐煤氣化 副產(chǎn)焦油 1 1994 2 哈爾濱氣化廠科技實(shí)業(yè)總公司 （龍化哈爾濱煤制油有限公司） 煤氣化 副產(chǎn)焦油 5 2021 3 神木錦界天元化工有限公司 （陜西省神木縣） 煤內(nèi)熱式直立爐 熱解副產(chǎn)焦油 25 25 2021 2021 4 七臺(tái)河寶泰隆圣邁煤化工有限公司（黑龍 江省七臺(tái)河市） 煉焦副產(chǎn)焦油 10 2021 5 遼寧博達(dá)化工公司 （鞍山市臺(tái)安縣） 煤氣化 副產(chǎn)焦油 5 2021 6 總 生 產(chǎn) 能 力 71 表 2 煤焦油加氫生產(chǎn)汽、柴油籌建和在建生產(chǎn)裝置 序號(hào) 企 業(yè) 名 稱 生產(chǎn)規(guī)模萬(wàn) t/a 備 注 1 神木富油能源科技有限公司 12 2021 初開車 2 陜西東鑫垣化工有限責(zé)任公司 50 籌建階段 3 榆林市基泰能源化工有限公司 20+30 籌建階段 4 神木安源化工有 限公司 26 / 5 內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)有限公司 / 7 內(nèi)蒙古開灤化工有限公司 40 / 8 河南義馬海新能源科技有限公司 50 / 9 內(nèi)蒙古赤峰國(guó)能化工科技有限公司 45 / 煤焦油加氫的工藝條件研究 ３ 10 總 生 產(chǎn) 能 力 / 世界煤焦油加工業(yè) 煤焦油加工業(yè) 的發(fā)展趨勢(shì) (l) 煤焦油加工集中化、裝置大型化 在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，煤焦油產(chǎn)量繼續(xù)減少。 (3) 煤焦油加工技術(shù)飛速發(fā)展 煤焦油蒸餾技術(shù)中的一次汽化、逐步冷卻分離工藝，將為多次汽化或逐步升溫工藝代替，煤焦油常壓蒸餾將逐步為常減壓蒸餾或減壓蒸餾代替，煤焦油蒸餾過(guò)程的塔、雙塔流程將逐步為多塔流程或高效分離塔流程代替。進(jìn)入 20世紀(jì) 90年代中期，因?qū)γ航褂彤a(chǎn)品的需求，人們對(duì)煤焦 油加工工業(yè)的重要地位又有了新的認(rèn)識(shí)。由于石油價(jià)格飛漲，煤焦油加工業(yè)面臨一個(gè)較好的發(fā)展機(jī)遇，但焦油加工企業(yè)在追求高效益的同時(shí)應(yīng)努力開發(fā)高效低耗的煤焦油加氫的工藝條件研究 ５ 新工藝，節(jié)約能源，強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，并需要加大科技投入，不斷開發(fā)新產(chǎn)品與新工藝，提升企業(yè)的綜合實(shí)力 [3]。對(duì)于萘、硫等物系的分離，先后出現(xiàn)了酸洗法、溶劑法、加氫法、結(jié)晶法等，與其他力法相比，結(jié)晶法收率高、純度高、無(wú)污染、無(wú)腐蝕、投資省。 (7)煤焦油加氫 煤焦油加 氫 裂化催化在高 溫 ，高 壓 和 臨氫 的 條 件下，在催化 劑 床 層 上 進(jìn) 行加氫 反 應(yīng) ，除去油品中所含的 氮 、硫、金 屬 等 雜質(zhì) ，汽油中硫含量 為 ， 氮含量 為 32μg/g，得到的 產(chǎn) 品 進(jìn) 行 實(shí) 沸點(diǎn)蒸 餾 ，汽油 餾 分占 產(chǎn) 物 質(zhì) 量 %，柴油占 %，且硫、 氮 含量很低，可用作 清潔 燃料，尾油可以作 為優(yōu)質(zhì) 的催化裂化和加 氫 裂化的原料。 使用塊煤做熱解原料。 云南駐昆解放軍化預(yù)處理 預(yù) 分 餾 塔 低溫煤焦油 預(yù)加氫反應(yīng)器 加氫改質(zhì)反應(yīng)器 氫氣 瀝青 360℃ 餾分 加氫改質(zhì)反應(yīng)器 產(chǎn)物分餾塔 C1C4 汽油 柴油 360℃ 餾分 尾油 尾油循環(huán) 柴油 汽油 氫氣 預(yù)處理 煤焦油 預(yù)加氫反應(yīng)器 加氫精制反應(yīng)器 加氫裂化反應(yīng)器 產(chǎn)物分餾塔 中低溫煤焦油全餾分加氫生產(chǎn)燃料油工藝流程示意圖 C1C4 煤焦油加氫的工藝條件研究 ９ 肥廠、哈爾濱氣化廠等曾先后采用此技術(shù)。 我省北部 地區(qū)有著豐富的煤焦油資源，本研究就是為了綜合利用當(dāng)?shù)刭Y源，在充分調(diào)研了國(guó)內(nèi)加氫系列裝置的基礎(chǔ)上，對(duì)焦油加氫裝置關(guān)鍵部分的進(jìn)行安全性設(shè)計(jì)，自主研發(fā)設(shè)計(jì)一套焦油加氫工藝流程，通過(guò)對(duì)煤焦油進(jìn)行深加工中試試驗(yàn)來(lái)生產(chǎn)汽柴油。 以烷基取代噻吩、二苯并噻吩和大分子的硫醚為例，其加氫脫硫反應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)見圖 1一 1所示 : 圖 3 加氫脫硫反應(yīng)網(wǎng)絡(luò) 加氫脫硫反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，每立方米耗氫的反應(yīng)熱約 550kca1。同加氫脫硫相比，加氫脫氮的反應(yīng)熱在煤焦 油加氫處理的總反應(yīng)熱中所占比例，也遠(yuǎn)不及加氫脫硫。 煤焦油的芳烴加氫飽和反應(yīng) 煤焦油加氫處理過(guò)程中的芳烴加氫飽和反應(yīng)，主要是稠環(huán)芳烴的加氫。 醇類、羧酸類和酮類化合物很容易加氫脫氧，醇類和酮類化合物加氫脫氧生成相應(yīng)的烴類和水，而羧酸類化合物在加氫反應(yīng)條件下是脫羧基或使羧基轉(zhuǎn)化為甲基。在正常情況下，煤焦油加氫催化劑隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，因積碳和金屬沉積等原因，其活性會(huì)逐漸降低，欲達(dá)到預(yù)期的加氫處理深度，須通過(guò)提高反應(yīng)器催化劑床層的溫度，使催化劑活性損失得到相應(yīng)的補(bǔ)償。煤焦油加氫處理的脫硫率、殘?zhí)棵摮屎徒饘倜摮?，均隨著反應(yīng)溫度的提高而增加。 選擇反應(yīng)溫度 390℃，液體體積空速 ，氫油體積比 1600:1，考察不同壓力對(duì)煤