前 言 

    蒽(en)油,俗稱綠腦油，一種稠環(huán)芳香烴，是高溫煤焦油經蒸餾得到的初加工產品，富含蒽、菲、咔唑、螢蒽和芘等三環(huán)和四環(huán)芳烴化合物^[1]，芳烴與膠質含量接近百分之百。目前，其主要用作炭黑原料、木材防腐油或低檔燃料油，存在附加值低和污染環(huán)境等問題；或采用化工綜合利用方法，存在流程長，規(guī)模效益低，產品市場容量有限等問題。另一方面，我國石油資源不足，而經濟發(fā)展對輕質馬達運輸燃料的需求量日益增大，將煤焦油更多地轉化為液體運輸燃料是解決大量煤焦油市場出路，補充石油資源不足的1種有效手段。 

    與其它技術方案相比，加氫方案是較好的解決方案，對高溫煤焦油更重要的是加氫裂化技術方案。煤焦油加氫已成為國內外研究的重點。到目前為止，國外尚無蒽油加氫的工業(yè)化裝置，究其原因，大致是由于國外發(fā)達國家煉鋼工業(yè)的進步、化工合成水平的先進性、煤焦油資源量小等因素^[2]。國內有2 套以上的煤焦油加氫裝置，是哈爾濱氣化廠^[3-7]和南解放軍化肥廠^[8]，但這2 家的原料均為中低溫焦油，在S、N雜質和芳烴含量上與蒽油存在差異，目前采用的加工方法是加氫精制工藝。 

    由于蒽油原料的特點，使其與傳統(tǒng)的石油餾分加氫表現(xiàn)出明顯的不同，其高氮、氧及芳烴含量給加氫技術提出了很多新的問題，因為氮是抑制加氫處理催化劑活性的因素；氧元素加氫生成的水，將導致催化劑載體骨架坍塌，引起金屬堆積，從而對催化劑的活性和穩(wěn)定性產生不利影響等，這些問題是目前國內尚無蒽油工業(yè)應用實例的主要原因。 

    為了解決這些問題，提高蒽油附加值，2004年初撫順石油化工研究院(FRIPP)著手蒽油臨氫輕質化技術研究，于2008年開發(fā)出了蒽油加氫生產輕質燃料油技術，已經具備工業(yè)裝置建設和長周期運轉條件。 

1、反應機理   

    蒽油作為高溫煤焦油的較重餾分，具有芳烴含量高、C/H比高和密度大等特點，而柴油產品要求密度相對較小，芳烴含量低，C/H比低，尤其含分支度高的烷烴是柴油的理想組分。蒽油加氫的目的是采用適宜的工藝流程和工藝條件，在加氫活性好，裂解活性適中的催化劑作用下，使高縮合度的芳烴進行加氫飽和、開環(huán)及裂化反應，使部分嵌在芳核中的S、N和O原子以H2S、NH3和H2O的形式脫除，生成柴油理想組分，但由于單環(huán)環(huán)烷烴和芳烴的加氫相對化學反應速率常數(shù)較小，所以對于蒽油而言，則最大可能生成的柴油組分是帶有側鏈的單環(huán)烴類。 

    由于蒽油中芳烴濃度高，依稠環(huán)芳烴加氫裂化機理，稠環(huán)芳烴加氫飽和、裂化是逐環(huán)進行的，如果僅采用一段串聯(lián)加氫精制工藝，可使蒽油中的蒽、菲等化合物端環(huán)飽和，在確定的工藝條件下，達到平衡狀態(tài)；即使采用更低的空速，反應物在催化劑活性中心停留時間延長，使更多的反應物分子參加反應，但最終將達到新的平衡，產物中四氫蒽或四氫菲等端環(huán)已飽和的多環(huán)芳烴的濃度仍是確定的，即僅加氫飽和不可能使蒽油到達很高的轉化率；如果級配了加氫裂化催化劑，但仍是1 段串聯(lián)工藝，那么由于水和氨的影響，使裂化催化劑的活性受到影響，無法充分發(fā)揮其作用。因此，蒽油加氫生產清潔燃料油技術采用兩段加氫工藝，使已部分飽和的多環(huán)芳烴進一步飽和、開環(huán)，最終轉化為分子變小的輕質燃料油組分，從而實現(xiàn)完全輕質化的目的。 

2、原則工藝流程 

    蒽油與氫氣混合后進入加氫精制反應段，主要進行加氫脫硫、脫氮、脫氧反應，同時使部分芳烴飽和。加氫精制反應段生成油經過高壓分離器進行氣液分離后，富氫氣體循環(huán)到反應器入口，液體進入低壓分離器，從低壓分離器分離出的低分氣作為燃料氣使用，液體經氣提塔脫除硫化氫后，進入加氫裂化反應段。精制生成油中的水經高、低分分出。在加氫裂化反應段，主要進行芳烴深度加氫飽和和開環(huán)裂化反應，以降低目的產品密度和提高十六烷值。加氫裂化反應段生成油經過高壓、低壓分離器后，低分氣作為燃料氣使用，液體進入分餾塔生產清潔汽油、柴油調和組分。蒽油兩段加氫原則工藝流程見圖1。

3、蒽油性質 

    蒽油加氫試驗原料為某煤化公司提供的蒽油，其性質見表1。蒽油中100%是芳烴與膠質，說明此原料加氫難度較大。

4、工藝條件 

    蒽油加氫所用催化劑已在其他加氫工業(yè)裝置上多次使用，改性后的加氫裂化催化劑專門使用蒽油通過了3000h壽命試驗，已具備工業(yè)長周期運轉條件。蒽油采用高壓加氫精制/加氫裂化2段加氫組合技術工藝條件列于表2，由表2可見，加氫生成油的液收99.98%，總氫耗約9.1%。

5、產品分布與性質 

    蒽油采用高壓加氫精制/加氫裂化2段組合工藝所得產品分布和產品性質列于表3。由表3可見，蒽油經過壓加氫精制/加氫裂化2 段組合工藝，已經完全轉化為輕質清潔燃料油，液體收率達到99.98，所得清潔燃料油——柴油、汽油調和組分硫含量符合國Ⅳ排放指標要求，柴油調和組分凝點－52℃，和作為低凝清潔車用燃料的調和組分。

6、結論

    蒽油兩段加氫制清潔燃料油技術特點： 

（1）所用催化劑已在其他加氫裂化工業(yè)裝置上多次使用，催化劑專門使用蒽油通過了3000h壽命試驗，已具備工業(yè)長周期運轉條件； 

（2）此高壓加氫精制/加氫裂化2段加氫組合技術具有轉化率高，同時輕質油收率高的特點，液收大于99.9%； 

（3）所得清潔燃料油——柴油、汽油調和組分硫含量符合國Ⅳ排放指標要求，柴油十六烷值指標為≮25、密度≯910kg/m³，可作為低凝清潔車用柴油調和組分。

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