催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究进展

任兴密（中国神华煤化工有限公司鄂尔多斯分公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017209）

催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究进展

任兴密（中国神华煤化工有限公司鄂尔多斯分公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017209）

现今，各国的相关学者针对于催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂已经进行了大量的研究，并且相应地取得了一定的研究成果。但是对于催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究进展却没有一个定性的分析，无法知道现今的相关研究进度以及相关先进技术，在一定程度上对于催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究也造成了一定的影响。因此，本文作者在查阅大量研究文献后，采用逐步分析法针对催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究进展的问题进行了探讨。

催化裂化油浆；煤；液化溶剂

通过研究发现，就我国现今的能源格局而言，对煤炭利用的新型技术进行开发，达到煤炭高效能的转化过程，对于我国能源安全保障具有着十分重要的现实意义和实际战略价值。煤直接液化生成油是煤炭清洁高效能转化的标志性工艺技术，在煤炭清洁高效能转化技术中占有着必不可少的重要地位。在整个煤化油的过程中，大量的溶剂循环受热分解后会使溶剂本身的质量变轻，严重影响到煤化油体系的整体稳定性，产生“液固分离”的现象，没有办法保证其内部进行均匀反应，并且，柴油馏分逐渐降低，对煤化油整个过程的经济性以及安全性造成了不良影响。

1 催化裂化（FCC）油浆概述

在化学上，催化裂化油浆通常被称之为劣质重油，假如直接将其采用制成催化裂化剂，催化裂化油浆的化学分子结构在加工的过程中会加大操作加工的难度，对产品本身的性质造成不良的影响。饱和烃在催化裂化油浆中占的比例大概为五分之二到五分之三之间，芳烃和稠环芳烃占的比例为五分之二的催化裂化油浆，但是含有三四环芳烃的量相对来说较高，特别是四环以上的芳烃，拥有着少量的且短的侧链，进行进一步的分离后能够制成更为优质的化工产品。在催化裂化油浆中，拥有着一些固体的催化剂的粉末，这些粉末的存在于油浆当中，对于有效利用进行制约，令大量的油浆没有发挥其主要的作用，仅仅只能够成为燃料油的调和组分［1］。现今，在进行油浆中催化剂粉末分离的主要方法有以下七种：

第一种方法，进行自然沉降，将催化剂粉末通过长时间的沉降分离出来。

第二种方法，添加一些其他物质，使其能够和这些催化剂粉末形成絮状物，然后通过沉降法［2］进行沉降。

第三种方法，静电分离法，通过电化学的方法将催化剂粉末和催化剂分离开来。

第四种方法，采用过滤的分离方法，使用滤纸等过滤设备将这些固状颗粒筛出来［3］。

第五种方法，使用的是离心分离的方法，由于催化剂粉末的本身重量与催化剂的其他元素之间存在着一定的差异，通过离心机将这些催化剂粉末抽离出来。

第六种方法，进行减压蒸馏的方法，通过对催化剂加热，将这些蒸馏过后残余的粉末剔除。

第七种方法，进行溶剂抽提的方法，将多余的催化剂粉末抽提出来。

每一种分离方法都具有着最本质的作用，那就是能够具有对固体颗粒进行分离的能力。为了增强加工油浆的使用效率，就需要严格的根据实际的加工情况，对净化工艺进行科学合理的选择，而且还需要对净化技术的操作条件进行进一步的完善［4］。

Mation等人在研究的过程中发现，一些氢化芳环将氢元素抛离出来供煤催化加氢液化的实际需要，对于氢元素缺少的部分氢化芳环在催化剂、以及氢气的作用下又加氢，逐渐的转化为氢化芳烃，有这样的氢化芳烃的循环，才进一步地实现反应中氢元素的有效传递，将活性氢浓度维持在一个稳定的数值上。Gelen等人通过实验进行研究后发现，无催化剂时的大部分氢都是来自于溶剂，但存在着催化剂，大多数的氢来源于气相氢。

现今的直接液化典型的工艺过程主要包括。①煤的破碎与干燥，使用相应的破碎设备和干燥设备对原煤进行预处理。②煤浆制备，液化过程中，将煤、催化剂和循环油制成煤浆。③加氢液化，与制得的氢气混合送入反应器。在液化反应器内，煤首先发生热解反应，生成自由基“碎片”，不稳定的自由基“碎片”再与氢在催化剂存在条件下结合，形成分子量比煤低得多的初级加氢产物。出反应器的产物构成十分复杂，包括气、液、固三相。④固液分离，在加氢液化后得到的三相混合物进行分离，得到不同形式的产物。⑤气体净化，通过相应的气体净化技术，将得到的气、液、固三相物质中的气进行净化处理，防止污染空气。⑥液体产品分馏和精制，液相馏份油经过进一步的加氢精制、加氢裂化和重整等加工后可以得到能够使用的汽油、航空煤油以及柴油等产品。重质的液固淤浆经进一步分离得到重油和残渣，重油作为循环溶剂配煤浆用。

以下为我国主要FCC油浆性能图表：

检测指标 大庆油浆 管道油浆 辽河油浆 任丘油浆 大港油浆密度（g·cm-3）残炭%饱和烃芳香烃胶质沥青质1.016 5.5 31.1 64.8 4.1 1.029 9.5 32 52.2 15.8 1.001 5.3 37 57.7 5.3 1.018 3.2 30.6 57 12.4 1.054 6.8 26.9 63.6 9.5

张晓静在进行煤炭直接液化溶剂的研究时，加工含渣油的原料，因焦炭产率高，再生器的热量过剩，必须在再生器中设取热设施以取走过剩的热量。再生烟气的温度很高，不少催化裂化装置设有烟气能量回收系统，利用烟气的热能和压力能（当设能量回收系统时，再生器的操作压力应较高些）做功，驱动主风机以节约电能，甚至可对外输出剩余电力。对一些不完全再生的装置，再生烟气中含有5%～10%（体积分数）的CO，可以设CO锅炉使CO完全燃烧以回收能量。

2 催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的重要作用

所谓的催化裂化油浆实际上指的是一种相对来说较为劣质的重油，其包含着稠环芳烃和饱和烃还有芳烃，并且具有较少和较短的侧链，对这些重质芳烃进行化工技术的分离过程后，能够将催化裂化油浆改制成高附加值的化工产品。一般来说，催化裂化油浆的密度越小，氢碳原子比就越高，残炭低，其中还具有着一些氮和硫以及镍矾金属化合物。将煤和低附加值催化裂化油浆共液化，制造高附加值的化工产品，对于煤直接液化循环溶剂性能的改善，以及增强煤直接液化的反应速度，大幅度的提高高附加值柴油产量具有十分重要的作用。

3 催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的发展前景

由于我国的人口基数大、生产需求较高，使得我国对能源的耗费量也是越来越大，这就间接或者直接的影响到了国民经济的增长。所以，催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂主要追求人与自然协调发展，共同进步，将环保理念和技术与化学、自然科学还有机械学相结合，营造有利于发展的新型绿色催化裂化（FCC）油浆类型，更好的用降低污染的方式来保护自然，使生态平衡系统更加完善，用科学的理论方法打造出优良的自然环境，进而推动化学实验的人性化思考，使得催化裂化（FCC）油浆的研制生产与使用过程中能够减少对环境的影响

4 结语

通过研究发现，尽管国内外进行了大量的催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究，但是在研究过程当中还存在一些问题，比如并没有对分离催化剂粉末技术进行科学系统地比较，没有找到一个最为有效的分离方法。其次，在研制催化裂化油浆的时候，没有考虑到其对环境的影响作用，没有彻底地遵循可持续发展战略。所以，在未来的研究过程当中，相信会有大量的研究人员针对这两方面展开研究，并采取相应措施对这两方面的问题进行解决，进而推动催化裂化（FCC）油浆作煤直接液化溶剂的研究进程，为化工领域的发展以及国民经济的提高带来良好的前景。

［1］黄风林，郭亚冰，范峥，倪炳华.催化裂化（催化裂化）油浆作煤直接液化溶剂的研究进展［J］.化工进展，2014，04:866-872.

［2］李群.催化裂化油浆的性质及其与煤共液化的研究进展［J］.洁净煤技术，2010，02:30-32.

［3］李锋林，韩忠祥，孙昱东.催化裂化油浆的综合利用［J］.山东化工，2011，09:6-9+23.

［4］张兆前，李正，朱根权，谢朝钢.催化裂化油浆利用的技术进展［J］.化工进展，2012，11:1559-1563.