中低溫煤焦油的深加工現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)研究

馬光友 克拉瑪依華澳石油化工進(jìn)出口有限公司，克拉瑪依，834000

中低溫煤焦油的深加工現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)研究

馬光友 克拉瑪依華澳石油化工進(jìn)出口有限公司，克拉瑪依，834000

我國(guó)煤焦油資源豐富，但多數(shù)是高溫焦油和中溫焦油，對(duì)這兩種焦油的研究工作也比較活躍。與石油相比之下低溫煤焦油工藝極少，對(duì)低溫焦油的研究也還欠缺。對(duì)焦油進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，將對(duì)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。在分析過(guò)程中，尤以粗酚的處理和瀝青的獲取最為重要。在這些生產(chǎn)過(guò)程中，許多因素對(duì)其有重大影響，例如溫度、壓力、系統(tǒng)損耗以及水分的多少等，對(duì)這些因素加以控制可得到較高質(zhì)量的產(chǎn)品并減少對(duì)環(huán)境的污染。

中低溫煤焦油加工；粗酚處理；煤焦油的利用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)石油的需求量日益增加，目前供需矛盾十分突出。鑒于我國(guó)的能源構(gòu)成中煤炭占75%以上，而且在當(dāng)前原油價(jià)格大幅上漲的背景下，石油化工原料成本不斷攀高，石化產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力大大削弱，“高油價(jià)時(shí)代”的到來(lái)，為長(zhǎng)期處于競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)的煤化工業(yè)提供了一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇，因而以煤焦油為原料制取石油代用品是一個(gè)緩解矛盾的必要途徑。我國(guó)煤焦油資源豐富，但多數(shù)是高溫焦油和中溫焦油，對(duì)這兩種焦油的研究工作也比較活躍。與石油相比之下低溫煤焦油工藝極少，對(duì)低溫焦油的研究也還欠缺。對(duì)焦油進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，將對(duì)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

目前，我國(guó)煤焦油主要用來(lái)加工生產(chǎn)輕油、酚油、萘油及改質(zhì)瀝青等，再經(jīng)深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多種化工原料，產(chǎn)品數(shù)量眾多、用途十分廣泛。專(zhuān)家認(rèn)為，煤焦油簡(jiǎn)單加工后的利用價(jià)值不大，國(guó)內(nèi)外普遍看好的是其深加工精制產(chǎn)品的應(yīng)用。

1.中低溫煤焦油的加工過(guò)程

1.1 煤焦油的制備

煤焦油是煤干餾過(guò)程中產(chǎn)生的黑色或黑褐色黏稠狀液體，是一種基礎(chǔ)原料，同石油原油一樣，需對(duì)其進(jìn)行加工提煉后分級(jí)利用，是由煤在隔絕空氣加強(qiáng)熱時(shí)干餾制得。它為煤干餾過(guò)程中所得到的一種液體產(chǎn)物。 高溫干餾(即焦化)得到的焦油稱(chēng)為高溫干餾煤焦油（簡(jiǎn)稱(chēng)高溫煤焦油），低溫干餾（即煤低溫干餾）得到的焦油稱(chēng)為低溫干餾煤焦油（簡(jiǎn)稱(chēng)低溫煤焦油）。兩者的組成和性質(zhì)不同，其加工利用方法各異。

低溫煤焦油是黑色黏稠液體，其不同于高溫煤焦油是相對(duì)密度通常小于1.0，芳烴含量少，烷烴含量大，其組成與原料煤質(zhì)有關(guān)。低溫干餾焦油是人造石油的重要來(lái)源之一，經(jīng)高壓加氫制得汽油、柴油等產(chǎn)品。

1.2 煤焦油的化學(xué)組成

煤焦油組成中包括了如苯，苯酚，這樣低的相對(duì)分子質(zhì)量的簡(jiǎn)單物質(zhì)，直到甚至在真空下也不易發(fā)的，相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)數(shù)千的非常復(fù)雜物質(zhì)，因此是一種十分復(fù)雜的混合物。煤焦油中有機(jī)化合物估計(jì)有一萬(wàn)種以上，已被鑒定的約有五百多種。煤焦油是一個(gè)組分上萬(wàn)種的復(fù)雜混合物，目前已從中分離并認(rèn)定的單種化合物約500余種，約占煤焦油總量的5 5%，其中包括苯、二甲苯、萘等174種中性組分；酚、甲酚等63種酸性組分和113種堿性組分。

1.3 低溫煤焦油蒸餾及脫色除臭技術(shù)

低溫煤焦油中含有焦油酸、焦油堿及瀝青膠質(zhì)、及氮、硫化合物，蒸餾后切取170～310℃餾分油，其瀝青質(zhì)殘?jiān)m被蒸餾出來(lái)，但還有相當(dāng)?shù)慕褂退?、堿及硫、氮化合物無(wú)法通過(guò)蒸餾去除。因此，蒸餾后的低溫煤焦油餾分油，顏色還是呈黑色，并伴隨臭味，不但不能作車(chē)用柴油，就是用作工業(yè)爐窯用柴油燃料還存在腐蝕、積炭、著火難、熱值低、堵塞噴油嘴等缺陷。本技術(shù)是將低溫煤焦油蒸餾后的170～310℃餾分油，進(jìn)行常溫常壓加劑脫色除臭，替代加氫精制，其加劑脫色成本噸油約80元左右，設(shè)備主要為攪拌器、油泵、油罐等普通容器，每噸油差價(jià)效益約400～500元。脫色后的成品油色度與國(guó)標(biāo)柴油相當(dāng)，而且穩(wěn)定性好，在1～2個(gè)月內(nèi)顏色無(wú)明顯變化。

1.4 煤焦油深加工

煤焦油深加工包括焦油蒸餾、餾分洗滌分解、工業(yè)萘、改質(zhì)瀝青、粗酚精制等。焦油蒸餾工藝流程較多，按蒸餾塔的操作壓力可分為減壓蒸餾、常壓蒸餾和常減壓蒸餾流程。

1.4.1 減壓蒸餾

蒸餾過(guò)程由脫水和餾分蒸餾組成。其流程為在常壓下進(jìn)行脫水，然后焦油在分餾塔內(nèi)進(jìn)行減壓蒸餾。該工藝煤氣消耗量低；余熱利用充分；萘餾分集中度高；由于在負(fù)壓下操作，氣體泄露少，有利于環(huán)境保護(hù)；但減壓蒸餾設(shè)備要求嚴(yán)格，投資高，且目前國(guó)內(nèi)技術(shù)不成熟，需引進(jìn)技術(shù)。

1.4.2 常減壓蒸餾

其流程脫水在常壓下進(jìn)行，對(duì)沸點(diǎn)較低的酚餾分和萘餾分進(jìn)行常壓蒸餾，對(duì)沸點(diǎn)較高的餾分進(jìn)行減壓蒸餾。該工藝萘餾分高度集中，可達(dá)95%以上，分離效果好，萘油餾分中萘含量可達(dá)90%，蒸餾效率高，餾分切取精細(xì)，減少后續(xù)深加工的重復(fù)蒸餾過(guò)程，節(jié)省能耗；由于蒸餾在負(fù)壓下操作，氣體泄露少，有利于環(huán)境保護(hù)。但該工藝流程復(fù)雜、投資高，且目前國(guó)內(nèi)技術(shù)不成熟，需引進(jìn)技術(shù)。

1.4.3 常壓蒸餾

其流程為焦油在一段蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行脫水，然后自二段蒸發(fā)器蒸出的混合餾分入分餾塔進(jìn)行常壓蒸餾，切取餾分。該工藝具有工藝成熟、技術(shù)可靠、工藝簡(jiǎn)單、投資低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，尾氣采用集中洗滌，環(huán)保效果好，是目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的流程。

對(duì)煤焦油進(jìn)行的深度加工工藝，生產(chǎn)出更多的下游產(chǎn)品稱(chēng)為“煤焦油深加工”。煤焦油是以芳香烴為主的有機(jī)混合物，含有1萬(wàn)多種化合物，可提取的約200種，目前，有利用價(jià)值并且可提取并經(jīng)濟(jì)合理的約5 0種，其深加工所獲得的輕油、酚、萘、洗油、蒽、瀝青等系列產(chǎn)品是合成塑料、合成纖維、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、涂料、助劑及精細(xì)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，也是冶金、合成、建設(shè)、紡織、造紙、交通等行業(yè)的基本原料，許多產(chǎn)品是石油化工中得不到的，因此，煤焦油深加工可促進(jìn)這些行業(yè)的發(fā)展。并且提高資源利用率，有利于環(huán)境保護(hù)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

2.結(jié)論

中低溫煤焦油經(jīng)過(guò)脫水、加熱、分餾等加工過(guò)程可以得到不同溫度的粗酚、柴油、瀝青和渣油等。粗酚經(jīng)過(guò)汽提可得到固體酚，酚的用途很多，主要用于生產(chǎn)耐火材料及醫(yī)學(xué)藥物等。柴油經(jīng)過(guò)水洗、堿洗過(guò)程，調(diào)整其色度和抗氧化性，可直接用作機(jī)車(chē)的燃料油。瀝青在固化后可以增加其硬度、亮度，只要延展性能達(dá)到要求就可用來(lái)鋪路，也可以用來(lái)合成塑料、橡膠等。渣油可作為原料再次進(jìn)行催化裂化得到不同用途的油品。煤焦油自身有很多化合物，它們是塑料、合成橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、耐高溫材料及國(guó)防工業(yè)的貴重原料，也有一部分多環(huán)烴化合物是石油化工所不能生產(chǎn)和替代的。因此煤焦油的加工利用空間很大，需要我們不斷進(jìn)行研究。

[1]李淑培.石油加工工藝學(xué).北京：中國(guó)石化出版社.1992-1

[2]梁鳳凱，舒均杰.有機(jī)加工生產(chǎn)技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2 00 3

[3]郭樹(shù)才.煤化工工藝學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2006

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.011