国内外煤焦油加工工艺的比较.doc

国内外煤焦油加工工艺的比较 杨众喜我国煤焦油的产量400万ta左右，实际加工能力300万ta左右。很多企业都看好其发展前景，准备建设焦油加工装置。据多年的工作经验，并结合国内外考察情况，对国内外焦油加工工艺进行了初步比较。1 生产规模德国、法国、俄罗斯等国家的单套焦油蒸馏装置的能力都在1050万ta。从理论上讲，能力越大，规模效益越好。但为什么会出现大小不一的规模呢?这主要由以下几个因素造成的。一是各焦油加工厂本身所具有的焦油资源；二是各焦油加工厂主导产品不同；三是单体装置过大，制造和运输困难加大，投资与产出比不合适。在资源有限的情况下，选择10万ta的加工装置能最大限度发挥产品的加工价值。只有焦油收集量足够多的时候，才能建设50万ta焦油加工装置。国内单套焦油蒸馏装置有06万、12万、3 万、5万、75万、10万和15万ta各种规模。3 万ta以上的规模均为连续蒸馏工艺，小于3万ta的规模都是间歇蒸馏工艺。出现不同加工规模的原因有：(1)焦油加工厂自身焦油产量不同，按自产焦油建设相应的规模；(2)未作为一个产业来考虑焦油的加工，仅作为一个焦化厂的附带处理单元；(3)大规模焦油加工的技术水平不够；(4)环境保护和能量利用没有达到发达国家的重视程度。2 产品方案煤焦油中所含物质上万种，已查明的有500多种，能够提取或配制的产品，到目前为止，大约200多种。国外煤焦油加工厂的生产有三种模式。一是全方位多品种，提纯和配制各种规格和等级的产品；二是在煤焦油加工产品的基础上，向着精细化工、染料、医药方面延伸的深加工产品；三是重点加工沥青类产品。第一种模式的代表是德国吕特格公司。从焦油中分离、配制的产品有220多种。萘有4个级别，树脂有5个级别，蒽有7个级别，沥青粘结剂及浸渍料有20个级别。可以根据市场要求。在同一装置上，改变操作参数，生产不同级别的产品，达到装置的多功能性。第二种模式的代表是日本的住金化学，仅对煤焦油中纯化合物进行提纯或延伸，试制和生产的产品有180种。如酚类衍生物有21种；喹啉及衍生物有32种；萘衍生物有60种。第三种模式的代表有日本三菱株式会社、美国的Rilly公司、澳大利亚Koppers公司，都在煤焦油沥青加工上有特色的产品。这些公司对煤焦油蒸馏的其它馏分均不进行加工，以混合油的形式出售，仅对蒸馏产生的沥青进行加工。因为煤焦油加工过程中，沥青产率在50以上，做好沥青加工，提高沥青的附加值，就能够保证焦油加工项目的整体效益。像日本三菱公司加工的针状焦、浸渍沥青、碳纤维等都是高附加值产品，独占国际市场。美国Rilly公司有专门配降牧嗖*品，配制焦油的路面油、沥青漆和屋面防漏剂接近20多个品级，可以满足各种市场的要求。澳大利亚Koppers 公司专门在世界各地建硬沥青装置，并将硬沥青加工成各种电极和耐火材料的粘结剂，从而提高沥青的附加值。国内煤焦油加工的产品主要是酚类、萘、洗油、粗蒽、沥青等。各厂的产品质量和数量都基本类似，导致焦油加工的效益平平，与国外差距较大。其主要原因有以下几方面：各焦油加工装置的规模普遍偏小；高质量、高附加值产品较少；生产企业适应市场能力较差；焦油深加工产品的市场有待开发，特别是新产品推向市场时，其难度较大。3 工艺流程国内外焦油蒸馏的工艺大同小异，都是脱水、分馏，但国外的工艺比国内要多样化。 (2)能量消耗(包括水、电、煤气、蒸汽等综合指标)，从小到大排列为：illItIIIIm。(4)各种规模的适应性。从上述比较可以看出，国内的焦油蒸馏工艺与国外工艺相比较。差距并不大，只是适用的场合不同。只要对国内工艺的设备、仪表控制、能量利用方面做一些改进工作，就能够变成先进和实用的工艺。4 环保水平环保主要是指对焦油加工过程中所产生的废水、废气、废渣的处理。焦油加工产生的废水，国内外所采取的措施基本相同，都是集中收集，送焦化厂污水处理装置处理后排放。所不同的是国内污水处理后的指标要差一点。废气处理主要是指焦油加工过程中的放散气和沥青烟气的处理。国外焦油加工厂收集这部分废气，并集中到洗涤塔，净化、降温后送管式炉焚烧。有些焦油加工厂的油槽顶部还进行氮封，其放散气排出的可能性就更小。而国内只有个别焦油加工装置对放散气进行集中收集处理，大部分装置都是自由放散。所以在废气处理上，今后必须改进。焦油加工产生的废渣只有焦油渣，各国处理模式都一样，均是集中收集后混配到煤中。国内配到煤中的设施较差，有些厂随地抛弃现象严重。但只要严格管理，认真处理，达到国外处理水平是完全可以实现的。5 节能水平节能降耗是装置的重要指标。焦油加工是高能耗过程，国外在水、蒸汽、煤气消耗方面控制较好，采用空冷、冷热流体换热、多级循环水、低温减压蒸馏、热量回收蒸汽等技术。但电的消耗反而比国内还高。随着国内能源结构的调整，多使用电，减少水、蒸汽和煤气的消耗是一个必然趋势。6 装备水平装置的装备水平与机械制造、自控水平密切相关。国内焦油加工的装备水平与国外差距较大。主要原因是过多考虑项目投资额；高温运转设备、耐腐蚀材质、高温高粘度介质的检测仪表等难以找到合适的国内生产厂；即使是国外引进的设备，水平也跟不上。7 结论通过对国内外现状的比较，在确定焦油加工项目时，应考虑以下几点：(1)焦油加工装置的单套处理能力应在1050万ta，关键在于原料是否充足。(2)确定焦油加工产品方案时，应重点考虑产品的市场竞争力。(3)焦油加工工艺的选择要根据产品品种、规模、投资等比较后确定。(4)提高环保、节能及自动化的装备水平仍是我们追求的目标。(5)市场推广，技术开发是我国焦油加工的薄弱环节，只有开发更多更好的新产品，才能发挥国内焦油加工项目的高效益。未经加工的粗煤焦油、加工产出的蒽油和调质油均可用作炭黑原料油。其中蒽油是生产炭黑的优质原料，我国蒽油几乎全部用作炭黑原料油。由于煤焦油加工产出的沥青供过于求，加工企业趋于将蒽油及其他馏出物和沥青混配为“燃料油”（即调质油）出售。据中国炼焦工业协会统计，2007年我国煤焦油产量为860万t，较2004年增加了330万t，年均增长19%（见表4）。预计到2010年，我国的煤焦油产量可达1070万t，若按加工率为70%计，其加工量为749万t，产出蒽油187万t，未加工量为321万t。近几年，我国煤焦油加工能力虽然有所增加，但由于下游产品沥青需求不旺，加之炭黑原料油供应紧张等原因，煤焦油加工设备开工率较低，除每年出口约20万t之外，2/3的未加工煤焦油都用于炭黑工业。今后炭黑原料油将以蒽油和调质油为主。表4我国煤焦油使用量统计 万t年份 2004 2005 2006 2007煤焦油加工量370391460520蒽油产量 90 92110130用于炭黑原料 67 90103340煤焦油未加工量172288322320用于炭黑原料125138174217用于其他行业燃料 35126126103出口量 12 24 22 20总产量 530656760860数据来源：中国炼焦工业协会统计注：蒽油产量按加工量的25%推算，数据偏低煤焦油 开放分类： 化学、自然科学、工业中文名称： 煤焦油英文名称： coal tar中文名称2：煤膏 CAS No.： 65996-93-2理化特性外观与性状： 黑色粘稠液体，具有特殊臭味。 相对密度(水=1)： 1.181.23 闪点()： 23 溶解性： 微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂。 主要用途： 可分馏出各种芳香烃、烷烃、酚类等，也可制取油毡、燃料和炭黑。 健康危害： 作用于皮肤，引起皮炎、痤疮、毛囊炎、光毒性皮炎、中毒性黑皮病、疣赘及癌肿。可引起鼻中隔损伤。环境危害： 对环境有危害，对大气可造成污染。 燃爆危险： 本品易燃，为致癌物。 危险特性： 其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。制备:由煤在隔绝空气加强热时干馏制得. 为煤干馏过程中所得到的一种液体产物 高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温干馏煤焦油（简称高温煤焦油），低温干馏（见煤低温干馏）得到的焦油称为低温干馏煤焦油（简称低温煤焦油）。两者的组成和性质不同，其加工利用方法各异。 高温煤焦油 黑色粘稠液体，相对密度大于1.0,含大量沥青,其他成分是芳烃及杂环有机化合物。包含的化合物已被鉴定的达 400余种。工业上将煤焦油集中加工，有利于分离提取含量很少的化合物。加工过程首先按沸点范围蒸馏分割为各种馏分，然后再进一步加工。各馏分的加工采用结晶方法可得到萘、蒽等产品；用酸或碱萃取方法可得到含氮碱性杂环化合物（称焦油碱），或酸性酚类化合物（称焦油酸）。焦油酸、焦油碱再进行蒸馏分离可分别得到酚、甲酚、二甲酚和吡啶、甲基吡啶、喹啉。这些化合物是染料、医药、