我国的油气资源比较缺乏，而煤炭资源却非常丰富，为了尽可能的弥补我国油气资源缺乏的短板，我国对煤制油进行了合理开发和利用，具体就是采取煤焦油加氢技术措施，在经过处理的煤焦油中制取清洁燃料油，从而实现对煤焦油的科学性转化，煤焦油是煤化工生产中的副产物，随着我国煤化工行业的持续茁壮发展，煤焦油的产出也大幅度增加，为了进一步提升煤焦油转化利用的高效性，相关人员应继续加强煤焦油加氢精制技术研究，不断进行技术改进与优化，以便为煤焦油加氢企业健康发展及社会经济提高提供助力。

1 加氢反应原理

因为煤焦油中包含多种含有酚类，氮杂环和硫杂环化合物以及其他的金属物质和烃类化合物，所以针对煤焦油所展开的加氢流程所涉及的化学反应类型较为复杂。之所以会对煤焦油进行加氢反应，是因为能够通过这些反应对煤焦油实现脱氧，脱氮，脱硫，脱金属作用，同时针对烃类包含芳香烃实现加氢饱和作用。在某种情况下，还需要依据对煤焦油产品的需求开展开环，断链以及缩合等不同的流程。针对煤焦油进行的加氢反应能使得煤焦油中所包含的各类物质结构中的碳硫结构，碳氮结构，碳氧结构中的键位断裂，同时能够让断裂后的碳，氮，氧元素转化为水，氨以及硫化氢等其他物质。在这个过程中也能够通过加氢将煤焦油中所包含的金属物质进行硫化获得金属硫化物。最后是加氢反应对于芳烃类物质的处理过程，因为芳烃物质本身处于较为稳定的状态所以对其开环断链难度较大，所以需要通过加氢反应来使得芳烃物质处于饱和状态，只有在这个基础上才能够对芳烃物质进行开环或者断链，完成开环之后，芳烃物质便能够发生相应的裂化反应，这是在针对芳烃物质进行开环的过程中，首个芳香环加氢使其饱和难度最低，伺候的其他芳香环实现加氢饱和难度逐级递增，尤其是到最后的芳香环几乎很难完成加氢饱和反应，甚至最后的芳香环在加氢过程中所产生的反应速度达到了苯的加氢饱和难度水平。除此之外，煤焦油中所包含的烯烃物质在加氢的过程中很容易与氢产生反应，该反应会生成高温并同时产生烷烃物质。所以，通过对煤焦油进行加氢之后所产生的一系列反应中，各类物质依照反应速度和效率为二烯烃饱和过程速度最快，其次是脱氧脱硫反应，最慢的是芳烃饱和反应速度。除了正向的加氢外，在整个加氢的过程中还可能产生逆反应，该反应作为负面作用能够让反应过程中出现的焦炭和催化剂产生反应，大大的降低了催化剂本身的效果和作用。

2 煤焦油加氢精制技术工艺

2.1 原材料的预处理

通过高速离心设备对加氢流程之前的材料进行预处理是非常重要的加氢技术流程，除了离心分离的预处理技术之外，预处理还可以通过萃取沉降，膜强化技术来进行材料的预处理，在使用萃取技术的过程中可以通过膜脱盐设备中加入盐水，去除混合油中所包含的盐类化合物，在除盐的过程中可以加入一定量的脱金属剂，然后将混合油从脱盐设备上流出至沉降罐中，至此，可以使得混合油在沉降罐中完成分离过程，完成分离后的混合油成为了由上层煤焦油，底层为萃取重油，中间部分为含有酚类物质的污水。因为底层的重油具备较高的热力值，所以可以用来燃烧产生能量，部分发电厂也会购买这种萃取重油进行发电。对于顶层的煤焦油，可以通过脱水流程进行水分控制，然后再通过反清洗过滤器去除径直较大的颗粒，完成了预处理过程，可以进一步进行加氢操作。

2.2 液相加氢工艺

完成预处理之后的煤焦油会被转移至加氢设备中，在该设备中主要完成的流程包含脱氧，加氢，饱和等相关反应，在使用液相加氢的过程中，其核心目标是为了提高煤焦油的热值稳定程度，这能够将加氢设备的运行周期进行有效的延长，其次是在该过程中能够对煤焦油中的氧，氮，硫等物质含量进行有效的去除，使得煤焦油内部的元素数量得到有效的降低，行业内称为极性降低，这能够有效的延长加氢过程中的催化剂效果周期。在具体的煤焦油加氢过程中，其核心流程中所涉及的技术参数包含加氢过程中加氢设备中的压力，温度，以及加氢比例等等。其中所包含的压力作用是为了能够提升氢气溶于油液的速度，使得氢气的溶解浓度得到有效的提升，这能够促进加氢反应的发生效果，以及反应深度。在对压力进行控制的过程中，是为了保证在加氢过程中到达阈值后，即氢气已经完全融入油液中后，要降低压力，一方面能够节省成本，同时还能够避免加氢装置中的压力过大。加氢过程中的温度控制，其主要原理是，正确的温度范围能够促进加氢反应的速度，当油品中的杂质数量下降到一定水平时，所产生的结焦效果越强，这会让催化剂的结碳效果出现快速上升，会导致催化剂的效果出现同比下降的问题，同时在加氢的过程中，会释放出大量的热，因此要保证促进加氢反应的温度以及加氢过程的热量生成，就需要对温度进行控制，保持加氢设备中的温度处于合理的范围。除此之外，氢气与油液的比例也是影响加氢反应的重要因素，随着氢油比的逐渐升高，油品中的原料分子浓度开始上升，这对于加氢反应有着正向的推动作用，此时的加氢流程能够有效的降低结焦结碳的生成速度，使得催化剂的效果和使用周期得到提升，但此处仍然存在阈值问题，当氢油比超过某数值后，反应过程中的物相态遭到破坏，反应速率开始降低。

2.3 加氢精制流程

煤焦油的精制过程主要目的是对煤焦油中所包含的非烃类物质进行加氢分解，最终实现了将煤焦油中的氧，氮，硫等物质进行有效的脱除。煤焦油原材料中所包含的芳烃类物质主要的加氢原理是为了形成有效的饱和反应效果，在这个过程中会对煤焦油物质结构中的某些部分进行断链，开环，缩合等一系列正向，逆向的反应，在这些反应发生的过程中还包含一定程度的平行反应，使得煤焦油加氢过程所涉及的反应类型，种类，以及反应数量呈现出较为复杂的局面。针对不同的煤焦油产品，其在进行加氢反应的过程中所呈现出的反应速度，和效率和煤焦油本身所含有的物质类型或者化学组成，以及加氢过程中的技术选择，设备类型以及催化剂的使用都有着明显的联系。

在进行煤焦油加氢的过程中，所涉及的反应包含对温度，压力，以及氢油比和空速等多种因素的影响。在进行煤焦油加氢反应的过程中本身属于缩合反应，所以在加氢的过程中通过对压力的控制能够促进加氢反应更好的开展，不仅能够提升加氢反应的深度也能够有效的促进加氢反应的速度，同时在该过程中能够有效的控制催化剂中可能出现的结交反应。但是在增加压力的过程中如果不能够有效的控制压力就会使得煤焦油在加氢的过程中出现更多的原材料使用使得加氢的成本增加。在对温度进行控制的过程中也同样能够促进加氢反应的速度，同时在加氢的过程中如果能够有效的控制氧氮硫以及金属等多种杂质的数量使得油液的极性更低，但是如果不能有效的控制温度就可能在温度较高的状态下出现明显的结焦聚合反应，使得催化剂表面的积碳明显增加对于催化剂的效果和使用周期都产生了破坏作用所以还需要对温度进行有效的控制。在对清油比进行控制的过程中提升清油比能够使得原料的分子浓度得到有效的增强对于氢反应的深度和速度都有着明显的提高同时也会有效的对结交和聚合反应进行抑制，在这种情况下催化剂的效果得到了有效的增强对于加氢反应有着积极的促进作用。但是如果氢油比的比值较高就会使得加氢装置的经济性得到破坏，大多数情况下提高停留比可以通过增加压力以及提升压缩机的排量获得加氢效果。

2.4 分馏工艺技术

通常在进行分流工艺时会选择分馏塔器设备作为分馏的容器，有时也可能会因为不同的分流精度将其称之为精馏塔或者蒸馏塔，在该容器中可以通过将有分离的物质进行加热气化，在该装置中被加热气化的气相由下向上运动，而与本身存在于分馏塔内部的液相与这种由下向上运动的气相进行混合充分后，两者发生热交换，由于气相温度低于液相温度，同时因为气相中包含了沸点较高的物质，这种在温度交换过程中出现的温度失衡释放出了大量的热能，又因为其中的液相在受到这些热能的影响后出现温度升高，此时包含在液相中的沸点较低的物质就会因为热量温度的原因使其状态从液体变为了气体。在整个过程中实现了气液两相的热量传递，使得气相中的高沸点物质变成了液体而液相中的低沸点物质则变成了气体，实现了气液两相之间的物质传递，也就完成了相应的分流过程。

2.5 加氢裂化技术

煤焦油在加氢的过程中需要大量的催化剂参与反应，通过精制过程使得加氢完毕后所产生的油品中多包含的芳烃以及烯烃物质完成了饱和反应，同时因为具有酸性功能活性的烃类化合物因受到催化作用而出现碳键断裂使其变为分子量较小的烃类化合物。为了避免在加氢的过程中受到催化剂的影响而出现中毒和结碳结焦等负面效果，就需要对油品中所包含的氮，氧，硫等物质进行脱除，完成脱除后经过加氢裂化的油品可以转化为柴油，石脑油等产品，通过加氢过程还能有效地使得柴油的密度和凝点得到控制和降低，使得最终生成的油品指定得到有效的改善，不仅从外观和气味上有所改变，同时也能够增加油品的燃烧性使其符合国家规定的相关油品的质量标准。

3 行业发展趋势

通过对煤焦油加氢能够使得其生产出的油品质量得到有效的增强，对于实现我国制定的发展清洁煤炭的目标有着非常重要的意义，同时也是促进我国能源安全的重要工作内容。随着我国在煤焦油加氢项目中的不断深入发展，近年来煤焦油加氢项目的规模逐年递增，当前我国在煤焦油加氢行业中所生产的产品主要集中于柴油和石脑油两种油品类型，这反映出了当前我国煤焦油加氢行业的产品类型仍然较为单一的特征。随着原油价格的持续低迷导致我国的柴油产品也呈现出了相关低迷的特征，这使得煤焦油加氢行业的发展遇到了一定的阻碍为了解决和缓解当前的颓势，应当从煤焦油加氢行业的产品类型入手制定更加丰富的产品类型，以改善当前市场低迷的环境，例如可以通过在特种油品中进行产品类型的挖掘，考虑到加氢煤焦油的相关产品本身具备密度较大热值较高的特点，所以可以开发与航空或军用相关的特殊油品产品。除此之外还可以通过耦合工艺来将煤焦油中所包含的各类芳烃烷烃烯烃物质进行分离和提取，当前该工艺所生产的化学产品主要以酚类物质为主，但是相关分类物质的提取纯度仍然处于较低的水平所以仍然要对该技术进行不断的优化和提升。

4 结束语

以上文章主要针对煤焦油加氢精制技术实施过程中的原料预处理单元、煤焦油液相加氢单元、煤焦油加氢精制单元、分馏部分工艺单元以及加氢裂化工艺单元，五项技术工艺要点进行了比较全面详细的分析论述，旨在为我国煤焦油加氢企业提供一些，同时建议煤焦油加氢企业不能停留在现有技术基础上，应不断深化煤焦油加氢技术研究，以便保证企业的长期良性发展。