煤焦油深加工产品的研发与应用

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:高梅 姚龙
[导读] 摘要:要追求利润,更要追求单位资源的高效益,同时也要尽可能的减少环境污染,这些都是煤焦油深加工产业中的矛盾。
        陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司  陕西神木  719319
        摘要:要追求利润,更要追求单位资源的高效益,同时也要尽可能的减少环境污染,这些都是煤焦油深加工产业中的矛盾。但将来肯定有一天,我们可以分离出目前技术所不能够得到的产品!这一切都需要国家和企业共同努力,国家要敢于在设备研发及方法研发上投资,企业不仅仅以追求利益为重心,更要人性地发展。只有这样,国家和企业才能共同重视煤焦油深加工行业的发展,才能使我国的煤焦油深加工技术走在世界的前端。
        关键词:煤焦油;深加工;产品研发
        一、煤焦油深加工技术的研发
        随着时代的不断发展,我国的煤焦油深加工技术在研发队伍的努力下,终于有了质的飞跃与提升。如太原理工大学、华东理工大学、中冶焦耐院等研究单位及学府便纷纷开设了有关煤焦油深加工技术的研究工作。且基于自主创新所研发出的一系列新工艺、新产品,使得我国在煤焦油深加工方面与国外差距被大幅缩小。如由中冶焦耐研究院自主设计的大型煤焦油蒸馏装置,其功效便达到了50万t/a。由此不仅填补了我国在大型煤焦油加工设备领域中的空白,且在节能减耗的基础上,还提高了萘的收率。又如,由宝钢工程技术集团公司所研发的减压煤焦油处理装置,因其不依赖于碱的功效,故而在实际的使用过程中,也防止了Na2CO3的产生,由此避免了因沥青与蒽油中钠离子含量过大而对产品质量造成的影响。目前,该技术已被国内许多企业所广泛使用。基于国内煤焦油加工企业共同的努力研发下,当前国际煤焦油深加工市场被日本、美国所垄断的局面被彻底打破,由此也让我国成为了全球为数不多的掌握了煤系针状焦生产技术的国家。
        传统的煤焦油深加工过程,远远无法满足当代企业的发展要求。而关于煤焦油的深加工,其关键便是要将煤焦油的精油与沥青渣分开,而出油率则是选择煤焦油的关键条件。煤焦油的出油率,其不仅管护产品的产量以及所得利润,同时也反映出了对资源利用效率的高低。因此,针对油的选择,通常是选择其中含沥青渣油量较小的精焦油或是低温下煤焦油的清油。此外,由于煤焦油中含有大量的杂质,诸如煤粉、焦油酸、焦油碱以及在加工过程中所混入的固体颗粒物等杂质,故而在实际的加工过程中,如对以上杂质予以层层过滤,以全面清除油内杂质,而后将之加热到30-50摄氏度范围,并利用化学药剂对其畸形处理,方可成为燃料油。
        当前我国煤焦油深加工企业在处理燃料油并将之转换为柴油时,通常采取着如下几种方式:一是调和法;此方法是将燃料油的比重、赫独以及冷凝点调整到与柴油相同的指标;二为催化蒸馏法。此方法是通过在煤焦油中加入试剂,来让煤焦油中苯、苟、古马隆、蔡、酚盐等物质相互脱离;三是加氢改质法。此方法是通过高压加氢,让煤焦油中的硫痒氮得以脱出。
        二、我国高温煤焦油的加工技术现状
        2.1酚油
        在酚类化合物中,最主要的物质当属低级酚。在煤焦油总量中,低级酚大约占据着13.7%的比例。就酚油的具体处理过程,国内通常是采用脱水、减压脱渣、精馏工艺。而经由此工艺所获得的酚类产品,其质量往往较差。而近年来,随着我国自外国引进的五塔连续操作脱水脱渣精馏以及第六塔间接式操作工艺流程正式投入生产。使得苯酚的回收率提高到了42%,且其中不乏质量上乘的特好苯酚、甲酚以及二甲酚等。
        2.2萘油
        对粗焦油进行馏分,待其温度达到210-230℃时,便将分解除萘油。此前,国内在加工分离萘油方面,先后发明了溶剂法、加氢法、结晶法以及酸洗法等。其中,酸洗法应本身带有较强腐蚀性,且处理过程中产生的废酸无法再度使用,故此法接近于淘汰的状态;结晶法虽设备操作都相对较为简单,但其所分离出的含硫质量分数却仅能达到0.25-0.30%。至于连续式的加氢精制法,其所得出的萘油虽品质优良,但前期所投入的基建与后续的操作费用都相对较高。

当前,我国大型焦化企业普遍采用的是结晶法;此外,许多企业也从国外引进了许多工艺技术了诸如由法国、瑞士、澳大利益所分别引进的Proabd结晶技术;MWB降膜结晶技术以及Brodie连续结晶技术。
        2.3洗油
        洗油是煤焦油在230~300℃时所产生的馏分段。其占到粗焦油总含量9%。洗油中,约有90%为中性组分,其余则均为碱性与酸性组分。此外,在此过程中,诸如药、哇琳、联苯、一甲基蔡等宝贵有机化工原料亦将随之渗出,而这些产品在后续均有着绝佳的发展前景。长久以来,我国在运用洗油方面,常将之运用到焦炉煤气中,以吸收煤气中诸如苯族烃,而较少的一部分则将之作为燃料油或是制炭黑的原料来廉价出售。如此应用方式,无疑是一种浪费,故随着精细化工技术的不断进步,我国在针对洗油的加工方面亦逐步往纵深化的方向发展,由此所生产处的双酚芴不仅价格更高,且用途也十分广泛。
        当前我国洗油加工已由此前的国外引进逐步过渡到了自主研发,如宝钢便基于由日本引进的新日铁洗油加工装置而研发出了能在洗油的同时从中提取出联苯与吲哚的技术,不仅拓宽了洗油的利用渠道与价值,也为煤焦油深加工企业创造了更高的收益。
        2.4煤沥青
        煤沥青作为煤焦油蒸馏过程中所余下的残渣,但因蒸馏条件的不同而在产率方面亦有所差异,而通常产率为50~60%。此外,煤焦油因本身的多项体系而呈现出复杂化的特征。其碳质量分数通常在92~94%之间,而氢的含量则仅为质量分数的4%左右。基于此特性,使它成为了制取各类炭素材料所不可或缺的重要原料。而我国在对煤沥青的使用方面,通常是将至制作为备成型的碳材料。而在消费结构中,约20%的沥青用于出口,用于锻钢用石墨电极以及用于生产特种炭素的分别占8%与6%,至于余下的部分则几乎全部用于生产铝用炭素。就目前而言,我国的煤沥青市场已然趋近于饱和状态,因而如今的部分企业已然开始控制沥青产率,至于压缩后的沥青,通常是将低沸点的馏分切到蕙油内,在将所生产的炭黑油卖给炭黑厂,其价格比单纯卖沥青要高出0.5~1倍。
        通过对沥青渣这一单一产品的深加工我们不难看出,如今我国在深加工高附加值的煤沥青产品方面已然取得了十分有效的进步。且基于我国也已研发出了超高功率电极的生产制造技术,故也成为了当今世界上为数不多的几个掌握着针状焦生产技术的国家。就目前而言,国内企业已然针状焦产生已然形成的企业主要有山西宏特煤化工有限公司、宝钢化工公司以及鞍山热能院。且为了不断提升道路沥青性能。我国目前人围绕着此方面在展开大量的研究,以望能可解决当前煤沥青在利用过程中,因低温而引发的脆裂、因高温而引发的流淌以及延展性较差等问题。
        三、结语
        总之,自“十二五”一来,我国煤焦油深加工行业便始终致力于产业的不断升级。而在此过程中,我国大多数煤焦油深加工企业均已淘汰了以往粗放型的发展模式并改以向集约化、规模化、清洁化的方向发展。与此同时,越来越多的高温煤焦油加工企业也已意识到,要想切实促进我国煤焦油深加工企业的发展,便必须尽可能提升资源利用率,并加大对煤沥青的开发及利用,如此方能在维护企业发展的同时创造良好的环境与社会效益。
        参考文献:
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