煤在低温干馏时会产生6%~25%的煤焦油。中国的中低温煤焦油产量已经达到600万吨以上，由于中低温煤焦油中化学组分集中度很低，大部分组分含量不足1%，不适合用传统的分离方法得到化学品。大部分的中低温煤焦油作为粗燃料直接烧掉，经济利用率很低，又污染环境。

　　近几年，煤焦油通过加氢反应转化成汽柴油并副产相关化学品的工艺越来越得到关注。小编有幸参与了其中一套装置的设计，并写了一篇专利。在此聊聊中低温煤焦油的加氢加工利用。欢迎各位讨论，并指点迷津。

　　中低温煤焦油是黑褐色液体，密度一般小于1g/cm3，原料煤性质和低温干馏方法不同，焦油的密度也不同，一般在0.95~1.1g/cm3之间。低温焦油中含有较多的脂肪烃和环烷烃以及多烷基酚、二元酚和三元酚等化合物，故相对平均分子量较低，密度比高温焦油小。低温煤焦油中，含酚类：可达35%;有机碱：1%~2%;烷烃：2%~10%;烯烃：3%~5%;环烷烃：可达10%，芳烃：15%~25%;中性含氧化物(酮、酯和杂环化合物)：20%~25%;中性含氮化合物(主要为五元杂环化合物)：2%~3%;沥青：可到10%。

　　从以上组成可以看出煤焦油中含有大量的芳香族等环状结构化合物，含碳量高，含氢量低，作为燃料难以充分燃烧，燃烧时又易于生成炭黑，产生大量烟尘。同时，煤焦油中硫和氮的含量较高，燃烧前无脱硫、脱氮手段，燃烧时排放大量的SOx和NOx，煤焦油燃烧的这种粗利用方式，不仅浪费了大量不可再生资源，而且造成了严重的污染。

　　而实际上，进一步分析就会发现，煤焦油却又是很好的化工原料，因为其酚含量比较高，可以生产用来生成酚类化合物。其环烷烃跟芳烃含量比较高，也就是芳潜高，可以作为很好的芳烃原料。同时，煤焦油可以通过加氢改质转化成高附加值的清洁燃料，比如柴油。

　　中低温煤焦油，因为其含渣含水较多，所以会有一个预处理单元，经过静止脱水、机械除渣之后，进入脱水塔和减压塔。经过预处理之后再进入煤焦油加氢单元。这里想提的一点是，煤焦油不同馏分的利用。在中低温煤焦油170℃~230℃、210℃~230℃的两种馏分中，含有大量的酚类化合物，这些馏分可以单独抽出来，作为制酚的原料。由于酚中有羟基(-OH)，进入后续的加氢单元，势必会与氢气反应，生成水，增加设备选型的难度，也可能导致催化剂水热失活。但是，对于酚的市场比较小众，对于大型国有企业来说，收益并不高，所以目前主要还是地方小化工厂在做。对于地方小厂来说，这是一块丰厚的蛋糕，他们可以用很小的投资、比较简单的装置生产高附加值的产品。而对于国企来说，其成本结构决定了他不会对这块市场有兴趣。

　　酚的提取与精制下回再讲，这里主要讲煤焦油的加工利用，也就是提出酚油之后的初馏点≥230℃的煤焦油如何处理。生产BTX的石脑油馏程大概在60~145℃，汽油馏程大概在70~205℃，柴油馏程在162~365℃，而煤焦油全馏分在750℃时仅能蒸馏出77%左右的馏分。所以需要通过裂化反应生成相对分子较小的汽柴油，同时煤的碳氢比要高于石油，所以又要补充大量的氢气。以下介绍几种常见的煤焦油加工方法：

　　1)煤焦油加氢精制/加氢处理技术

　　采用固定床加氢精制或加氢处理方法，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或碳材料的原料等目标产品。

　　以煤焦油中的轻馏分油(<370℃)为原料，经过多段深度加氢精制技术，得到石脑油和柴油产品。加氢反应温度300~450℃，反应压力5~19MPa，体积空速0.5~3.0h-1，氢油体积比600~3500。

　　这一技术流程简单，投资低，但是煤焦油的利用率不高。在哈尔滨气化厂等企业采用过此技术。

　　2)延迟焦化-加氢联合工艺技术

　　煤焦油中的重油部分通过延迟焦化生成轻馏分油和焦炭，将煤焦油的轻馏分油和延迟焦化生成的轻馏分油共同加氢精制或改质，用来生成石脑油和柴油产品。

　　延迟焦化-加氢精制/加氢裂化组合工艺：全馏分煤焦油进行延迟焦化，得到气体、焦炭、轻馏分油和重馏分油(350~500℃)，将轻馏分油进行加氢精制，重馏分油作为加氢裂化的原料。神木天元化工有限公司采用了这一工艺。

　　延迟焦化-加氢精制组合工艺：先将煤焦油分馏成轻油(<360℃)和重油(>360℃)两部分，其中重油作为延迟焦化的原料，延迟焦化采用>360℃馏分油全循环的流程，将轻馏分油进行加氢精制，得到石脑油和柴油产品。操作条件：延迟焦化反应温度450~550℃，反应压力0.1~3.0MPa;加氢反应温度300~450℃，反应压力6.0~20.0MPa。

　　3)煤焦油固定床加氢裂化技术

　　采用固定床加氢裂化方法把煤焦油中的重油(>350℃)转化成轻油产品，从而提高轻油产品收率。主要操作条件：加氢反应温度300~450℃，反应压力5~19MPa，体积空速0.5~3.0h-1，氢油体积比600~3500。

　　但是，煤焦油中含有较多的硫、氮、氧等杂原子，以及胶质、沥青质、金属等催化剂污染物，容易导致催化剂失活。目前该技术并没有在工业生产中应用。

　　4)国内悬浮床/浆态床煤焦油加氢裂化技术

　　使用一次性催化剂或可以在线更换催化剂，消除原料油中污染物对催化剂活性的影响，保持催化剂活性稳定。国内的抚顺石油化工研究院跟煤炭科学研究总院都提出了悬浮床煤焦油加氢裂化工艺。这里以煤炭科学研究总院的技术为例。

　　煤炭科学研究总院借鉴了煤直接加氢液化和石油渣油加氢工艺技术，提出了非均相催化剂的煤焦油悬浮床/浆态床加氢工艺及配套催化剂技术，流程如下图。

　　该技术奖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，粗酚进一步精制，分离出酚类化合物产品;大于370℃重油作为悬浮床加氢裂化的原料，悬浮床反应温度320~480℃，反应压力8~19MPa，体积空速0.3~3.0h-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，高活性组分金属与低活性组分金属的质量比为1:1000~1:10，加入量为活性组分金属量与煤焦油原料质量比为0.1:100~4:100。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制悬浮床反应器进一步轻质化，重油全部或最大量循环，实现煤焦油最大量生产轻质油和催化剂循环利用的目的，提高原料和催化剂的利用率，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℃轻馏分和蒸馏得到柴油、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。目前这一技术还未得到工业化应用。

　　5)VCC煤焦油悬浮床加氢技术

　　VCC技术来源于德国，如果说天下武功出少林，那么可以说天下最好的煤制油技术出自于得到，而且是二战时期的技术，看到差距了吧。

　　VCC与其他流程的不同点是，采用了悬浮床反应器+固定床反应器的流程。可以满足全馏分煤焦油进料，包括焦油沥青，无需预处理(蒸馏、脱酚)。对煤焦油原料性质适应性好，允许有大幅度波动。可以满足长周期运行，悬浮床操作压力在21MPaG，操作温度在460~480℃，专利商认为其转化率可以达到95wt%以上。

　　目前国内有两套VCC装置，一套为煤油共炼装置，正在开车，已经连续运行6周;一套今年年中建成投产，为煤焦油加氢装置。两套装置均由北京石油化工工程公司承担基础设计与详细设计，由延长石油集团投资建设。VCC一旦开车成功，前景非常好，这个技术可以广泛用于煤焦油加氢、煤制油和渣油加氢装置，同时也会对芳烃产业产生革命性的影响。