崔豫泓

(1.煤科院节能技术有限公司；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点试验室；3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点试验室，北京 100013)

煤焦油是煤炭在干馏或热解及气化过程中得到的一种黑褐色或纯黑色的黏稠状液体，具有一定的刺激性臭味，是一种高芳香度的碳氢混合物，并含有少量硫、氮、氧等杂原子及金属元素(如Ca、Fe、Mg、Na、Al、Ni等)。煤焦油加氢技术是指在高温、高压、氢气及催化剂条件下，对煤焦油进行加氢反应，改变其分子结构，并脱除硫、氮、氧等杂原子及金属元素，从而获得汽油、柴油、航煤等燃料油。煤焦油加氢技术是实现煤的分质分级、清洁、高效利用的重要途径，是当前煤焦油研究的重要方向。

1 加氢反应机理

由于煤焦油中含有多环芳烃、烯烃、含氮杂环化合物、含硫杂环化合物、酚类化合物及金属元素等物质，因此煤焦油的加氢化学反应比较复杂。煤焦油加氢的主要反应有加氢脱硫反应、加氢脱氮反应、加氢脱氧反应和加氢脱金属反应以及烯烃和芳烃(主要是多环芳烃)的加氢饱和反应；此外，还伴有开环、断链和缩合反应。通过加氢，煤焦油分子结构中的C—S，C—N及C—O键会断裂，杂原子硫、氮、氧分别转化为硫化氢、氨、水；金属化合物转化为金属硫化物。由于芳烃的芳香核十分稳定，很难直接断裂开环。大分子的稠环及多环芳烃只有在芳香环加氢饱和之后才能开环，并进一步发生裂化反应；一般稠环芳烃中第一个芳香环的加氢饱和比较容易，后续芳香环的加氢饱和难度依次增加，最后剩下的芳香环加氢饱和最为困难，其反应速率与苯接近。……