煤焦油加氢为多相催化反应,在加氢过程中,发生的主要化学反应有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、烯烃和芳烃加氢饱和以及加氢裂化等反应; 石油加氢指在氢压和催化剂存在下,使油品中的硫、氧、氮等有害杂质转变为相应的硫化氢、水、氨而除去,并使烯烃和二烯烃加氢饱和、芳烃部分加氢饱和,以改善油品的质量。有时,加氢精制指轻质油品的精制改质,而加氢处理指重质油品的精制脱硫。 主要影响煤焦油加氢装置操作周期、产品收率和质量的因素为:反应压力、反应温度、体积空速、氢油体积比和原料油性质等。 (1)反应压力 提高反应器压力和/或循环氢纯度,也是提高反应氢分压。提高反应氢分压,不但有利于脱除煤焦油中的s、n等杂原子及芳烃化合物加氢饱和,改善相关产品的质量,而且也可以减缓催化剂的结焦速率,延长催化剂的使用周期,降低催化剂的费用。不过反应氢分压的提高,也会增加装置建设投资和操作费用。 (2)反应温度 提高反应温度,会加快加氢反应速率和加氢裂化率。过高的反应温度会降低芳烃加氢饱和深度,使稠环化合物缩合生焦,缩短催化剂的使用寿命。 (3)体积空速 提高反应体积空速,会使煤焦油加氢装置的处理能力增加。对于新设计的装置,高体积空速,可降低装置的投资和购买催化剂的费用。较低的反应体积空速,可在较低的反应温度下得到所期望的产品收率,同时延长催化剂的使用周期,但是过低的体积空速将直接影响装置的经济性。 (4)氢油体积比 氢油体积比的大小主要是以加氢进料的化学耗氢量为依据,描述的是加氢进料的需氢量相对大小。煤焦油加氢比一般的石油类原料,要求有更高的氢油比。原因是煤焦油组成是以芳烃为主,在反应过程中需要消耗更多氢气;另外芳烃加氢饱和反应是一种强放热反应过程,需要有足够量的氢气将反应热从反应器中带走,避免加氢装置“飞温”。