煤焦油加工的国内外现状及发展趋势探讨.pdf

2 0 0 6年 0月 第1 4 卷第5 期 河南冶金 HE AN ME TA I 工UR GY 0 c t 2 0 o 6 V o 1 1 4 No 5 煤焦油加工的国内外现状及发展趋势探讨 窦红兵畅宾平郑水山 马建亮 河南天宏焦化集团公司 摘要分析了国内外煤焦油加工技术的现状 介绍了国内外大型煤焦油加工企业概况 对煤焦油加 I 未来的发展方 向 如何低耗高效 深加工 规模化生产 强化环保意识等进行了探讨 关键词煤焦油加丁技术分析发展趋势 对策 DL C U S S O F AC T U A L I TY A ND D E V E L OP ME N T T E N D E N C Y O F C OA L I IAR P RoCES S I NG HoM哐 AND ABROAD D o u h o n g b i n g C h a n g b i n p i n g Z h e n g s h u i s h a n Ma j i a n l i a n g T i a n h o n g C o k e G r o u p C o L t d ABS TRACT T h e d o me s ti c a n d i n t e r n a t i o n a l s t a t u s 0 f c o a l t a r p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y w a s i n t r o d u c e d F e a s i hil i o f 8 U p e r c ri ti c al e x t r a c t i o n o f c o a l t a r Wa g e x p l o r e d I t i n d i c a t e s t h a t t h e d e v e l o p me n t o ri e n t a ti o n o f c o a l t a r p r o c ess i n g t e c h n o l o g y s h o u l d b e l o w c o s t h i g h e f fi c i e n c y d e e p p r o c e s s i n g a n d l a r g e c a p a c i t y I n a d d i t i o n e n v i r o n me n t p r o t e c t i o n s h o u l d als o b e s e n g t h e n e d KEY WORDS C o al t ar p r o c ess i ng t e c h n o l o g y A n a l y s i s De v e l o p me n t T e n d e n c y C o u n t e r me a s u r e s 0 前言 在全世界重视可持续发展的今天 焦化工业面临 着严峻的形势 但就其存在价值而言 前景并不悲 观 据专家估计 传统的高炉一 转炉工艺在钢铁生产 中的主导地位至少 3 O 年不会变 焦炭仍然是不可缺 的原料 与西方国家焦炭产量逐年萎缩相反 近 1 O年我国焦炭产量节节上升 焦炭总产量已超过 2 5 亿 t 位居世界首位 我国已回收和尚未回收的煤焦 油资源约1 0 0 0 万 t a 如能得到充分和合理的利用必 将创造巨大的经济价值 1 国内外煤焦油加工工艺的现状 煤焦油化学至今已有 1 0 0多年 的历史 1 8 2 2年 在英国建立起世界上第一个煤焦油蒸馏工厂 直到 2 O 世纪5 O年代石油大发展时期以前的 1 0 0多年间 芳烃化学原料 枕木防腐油 道路建筑用沥青 型煤粘 结剂等原料只能从煤焦油中获得 1 9 世纪后半期 英国和德国相继开发了以从煤焦油中得到的芳烃为 主要原料合成有机染料的工艺 由此奠定了现代有机 化学工业 的基础 目 前 全世界煤焦油产量已高达 2 0 0 0万 t a 但 实际进行加工的煤焦油量只有 1 6 0 0万 t 每年从中获 得 5 0 0万 t 各类化工产品 据统计 煤焦油中含有上万种有机化合物 目前可 以鉴定出的仅有 5 0 0 余种 其中中性组分有1 7 4种 如 苯 甲苯 二甲苯 萘 苊 蒽 芴和芘等 酸I生 组分有6 3 种 如酚 甲酚和二甲酚等 碱性组分有 1 1 3 种 如吡 啶 吲哚 喹啉和异喹啉等 还含有其它稠环和含氧 含硫等杂环化合物 其中有些产品是不可能或者不能 经济地从石油化工原料中取得 因此 煤焦油产品在 世界化工原料需求中占 有极其重要地位 见表 1 表 1 煤焦油产品对世界化工原料需求比重 随着多环芳香族化合物在合成医药 农药 染 料 涂料及工程塑料等领域的广泛应用 各国都在积 极开发研究煤焦油深度加工和分离的新技术 近十几年来 德国和 日 本等许多发达国家已将 煤焦油的分离和利用的重点由高含量组分转向低含 量组分 以从中获取合成精细化学品所需的高附加 值成分 并且成功地开发出一系列先进的煤焦油加 工新工艺 德国是最早利用煤焦油的国家 世界闻名的一 些工艺流程几乎都是德国斯蒂尔公司和考伯斯公司 联系人 郑水山 常务副主任 高级工程师 河南 平顶山 7 0 2 1 河南天宏焦化集团公司技术中心 收稿 日 期 2 0 0 6 7 6 维普资讯 2 0 0 6年第 5期 河 南 冶 金 设计的 它们投入相当大的力量 积极开发与完善加 工新技术 扩大产品品种 提高产品的质量等级 目 前 吕特格公 司 R u t g e r s We r k e A G 的焦油加工能 力为 1 5 0 万 t a 他们已能生产 5 0 0多种芳烃产品 煤焦油的化工利用率接近 6 0 位居世界之首 日本 的焦化工业发展较快 现有煤焦油加工能 力已达 1 8 0 万 t a 煤焦油加工工艺大多是考伯斯 二次气化工艺的改进型 近十多年来 在住友金属 化学 新日 铁化学 神户制钢和川崎制铁等多家公司 的共同努力一 F 日 本的煤焦油加工业已形成了集中 化 大型化和现代化的产业体系 日 本十分重视煤 焦油加工方面新技术的研究与开发 在煤焦油的精 密分离和焦化产品的深度加工利用等方面取得了令 人瞩 目的成就 前苏联 的煤焦油加工能力一直很 强 单机年处理煤焦油的能力高达 6 0 万 t 采用的多 是一次汽化单或双塔流程 精制的焦油产品约有 1 9 0种 其煤焦油分离效率仪次于德国 作为发展中国家 印度的煤焦油加工生产水平 也较高 目 前其生产量达 3 8万 t a 印度在萘 苯 甲苯及二甲苯和酚的生产工艺方面取得了突出的成 就 在 甲苯 萘和蒽的催化氧化方面也做了大量的研 究和扦发工作 2 世界煤焦油加工业的发展趋势 德国早在 2 0世纪 2 O年代就开始进行煤焦油集 中加工 2 0世纪6 O年代形成煤焦油加工的专业公 司 吕格特公司 其加工业技术 产品品种 质量 均处于世界领先地位 吕格特公司十分重视技术开 发 近 4 o 年申 请专利 3 5 0 0项 另外 还及时引进其 它公司的先进技术 从瑞士苏尔寿公司引进结晶法 生产 业萘和精萘技术 与 日 本吴羽公司合作在德 国建成年产万吨二异丙基萘的生产装置 该公司不 但在规模上名列世界焦化行业首位 而且在技术水 平上也居前列 世界上一些发达 国家 如 日本 美 国 俄罗斯等煤焦油加工业也具有相当高的水平 进入2 0世纪 8 0年代 人们对煤焦油加工业重 要的经济地位有了新的认识 如2 0世纪7 0年代世 界煤焦油产量约 1 5 0 o万 t a 仅 加工了 7 0 目 前 世界煤焦油总产量每年近 2 0 0 0万 t 其 中约 l 6 0 o万 t 进行加工处理 近年来 煤焦油加工 日 趋集中化 现代化和合理 化 煤焦油加工装置大机组生产能力已提高到 7 0 万 t a 如 日本的新 日铁化学公 司的户钿厂 德 国卡 斯特鲁普厂和杜伊斯堡厂的加工能力都达到 7 0万 t a 随着精细化工的发展 煤焦油的新分离工艺 产品深加工及应用在许多公司中取得较大的进展 2 3 纵观国内外焦化产业的发展状况 可以清楚地 看出 煤焦油加工工艺需要解决的主要难题依然是 如何提高焦油中各单组分的分离效率 如何提高所 得产品的纯度以及如何改善一系列配套的生产工艺 和操作条件 在解决这些问题方面 德国的多塔减 压蒸馏工艺虽具有较多优势 但仍存在着有待完善 之处 1 利用高真空蒸馏分离高熔点 2 0 0 芳烃 时 冷凝系统的堵塞问题 2 防止在蒸馏过程 中不饱 和烃和多环芳烃间 发生聚合反应 3 加强热量回收 降低能耗 提高分离效率 4 减少体系对设备材料的腐蚀和对环境的污 染 总之 国外工艺相比国内呈现出大型化 多样性 等特点 其加工深度及精度均优先于国内 主要体现 在加工企业规模大 工艺技术先进 产品多 纯度高 等方面 3 我国煤焦油加工业的状况 我国煤焦油加工工业是随着炼焦工业发展起来 的 目前 煤焦油加工规模小 分离精制技术低 产 品数量少 品级低 而且其市场还有待于进一步开 拓 不少化工企业从国外进 口焦化原料 而焦化行业 却因产品找不到国内市场又不得不低价出口 近 3 0年来 由于受到来 自石 油化工的激烈竞 争 以及钢铁工业 的制 约 其发展 比较缓慢且不均 衡 进入2 0 世纪 9 0年代中期 由于对煤焦油产品 的需求 人们对煤焦油加工工业的重要地位又有了 新的认识 煤焦油加工工业作为区域经济发展的重 要支柱产业已经形成 特别在当前原油价格大幅上 涨的背景下 石油化工原料成本不断攀高 石化产品 竞争力大大削弱 高油价时代 的到来 为长期处于 竞争劣势的煤化工提供了一个千载难逢的发展机遇 我国现有焦油年加工能力为 5 4 0万 t 在建加工 能力4 2 5万t 而拟建的加工能力达到 3 7 7万 t 投产 后合计年加工能力达到 1 3 4 0万 t 与世界先进水平 相比 能力小 技术水平低 产品品种少 能耗高 环 境污染严重 造成这一现象的主要原因是煤焦油分 散加工 目前仍未建成一座现代化的煤焦油集中加 工厂 上海宝钢于2 0 世纪8 0 年代建成的煤焦油加 工系统的主要设备技术从 日 本引进 但规模偏小 产 品 副产品只有2 6种 中间产品5 种 与国内同行相 比 技术上没有多大突破 表2将我国煤焦油加工业 的状况与德国进行比较 可看出存在的差距 下转第 3 3页 维普资讯 2 0 0 6年第 5期 河 南 冶 金 3 3 明显 1 控制信号丢失现象大幅度降低 保证了推焦 计划的顺利执行 确保了焦炭质量 2 导焦槽到位信号由导焦槽顶端改为下部后 避免了高空作业的不安全性 降低了维修人员的劳 动强度从而更方便于点检操作 3 熄焦车门关信号改为电子式接近开关后 使用寿 命大为提高 从更换到现在半年没有发生一起信号 失真故障 同时减少了备件消耗 降低了生产成本 4结语 通过对导焦栅到位信号和熄焦车门关门信号的 改进 三车联锁控制系统在生产运行中的稳定性得 到极大提高 所制定的维护方案 在安全生产和管理 中发挥了重要作用 并且提高了企业的生产效率和 经济效益 5 参考文献 1 廖常初 P L C编程及应用 北京 机械丁业出版社 2 0 0 4 1 4 1 8 随着煤化工投资及技术研发的趋热 我国煤焦 油加工规模和技术均取得 了一定进展 宝钢集 团三 期工程 已相继开工 煤焦油资源量达 3 O万 t a 因 此 宝钢化工公司正在着手准备建一个国内一流的 大型煤焦油蒸馏装置 该公 司从法 国 B E F S公 司引 进了蒽油加工技术 随着该公司数套煤焦油新装置 的建成和开工 我国煤焦油加工将进入一个新的发 展时期 4问题讨论 4 1 解决产品结构单一的问题 我国煤焦油加工工业深加工和综合能力较差 目前 在煤焦油加工中 除冶金化工系统中大型煤焦 化企业仅生产萘 酚 沥青 炭黑和少量吡啶 蒽 咔 唑外 其大量的杂环和稠环化合物均未回收利用 资 源浪费 需要从国外引进精细化工产品 要解决这一 问题 国家必须在大型煤焦化基地建立大型煤焦油 加工装置 引进国外先进技术 提高加工产品的品种 和质量 4 2 解决技术陈旧 设备落后 难以形成经济规模 的 问题 由于煤焦油加工工业受到石油化工的激烈竞 争 其发展缓慢且不均衡 煤焦油加工技术陈旧 设 备落后 难以形成经济规模 要解决这个问题 不仅 要建立大型煤焦油加工装置 而且要引进先进技术 提高加工深度 开发新品种 提高经济效益 4 3 解决产 学 研严重脱离问题 尽管我国拥有大批从事煤焦化工业的科研 教 学机构 但技术装备水平和产品科技含量严重低下 虽然现在国内大专院校都在重视煤焦油加工研究 如伍林博士的煤焦油分离技术的研究 上海焦化厂 采用两次三相结 晶工艺从洗油馏分 中制得纯度为 9 5 的精芴 采用无滚筒接触工艺生产炭黑 北京焦 化厂和宝钢焦化厂分别开发了工业茚和古马隆树脂 等副产品 鞍山热能所等单位成功的研究了以粗酚 或工业酚