煤焦油精制新技术

煤焦油精制新技术

1 现代焦油蒸馏模式

现代焦油蒸馏的模式大致有以下类型：采用大型装置，如德国最大焦油蒸馏装置为50万t/a；采用常、减压连续蒸馏操作方式，并全部设置余热利用，使每吨焦油耗热量小于0.879MJ；提高塔的分离效率，使萘的回收率大于90%、萘的集中度也达90%以上；通过“闪蒸”方式，获得不同软化点的沥青；有效抑制焦油过程中发生聚合反应，特别是避免结焦；采用微机控制，实现开停工切换与正常运行的全部工艺参数自控调节；寻求扩大焦油原料的资源。

2 煤焦油加工发展方向

2.1 集中加工与大型化

煤焦油集中加工与大型化的优点是：成本低；能耗低、产率高；投资省；产品品种多、档次高，有利于深加工；环境保护好。而目前国内焦油加工装置普遍较分散、规模小（小于3万t/a），每吨焦油

能耗高达2.0MJ，而且环境污染严重，产品品种少，质量较差，生产成本高，经济效益差。

2.2 扩大加工原料的资源

即掺混一部分“蒸汽裂解法制烯烃”过程中产生的“裂解焦油”，与煤焦油一起进行加工。该工艺在吕特格公司已实现工业化。而国内仍有较多的煤焦油直接作为燃料油，未能实现资源的综合利用。

3 煤焦油加工新技术

3.1 焦油蒸馏技术

国内多采用常压、一塔式、切取两混或三混馏分的蒸馏工艺。引进的煤焦油蒸馏装置有如下特点：采用连续脱水—脱轻油，馏分塔为减压操作，塔顶采出酚油、压力为13.3kPa，塔底为软化点为65℃的软沥青；采用方箱管式炉，出口焦油温度为330℃；余热利用好，其中，软沥青与焦油换热、各馏分采用蒸汽发生器产生0.3MPa的低压蒸汽；馏分塔塔顶的油汽采用空气冷凝冷却器，并为减压操作，可节能约15%～50%；减压抽出的尾气与分离酚水，均送往管式炉焚烧；馏分塔材质选用抗腐蚀低碳合金钢。

3.2 工业萘蒸馏技术

目前，国内多数焦化厂生产的是不酸洗95%工业萘，只有回收喹

啉类的厂家才生产稀酸洗95%工业萘。另外，生产95%工业萘的原料也有不同：窄馏分（即萘油馏分）、四混馏分（轻、酚、萘、洗）、三混馏分（酚、萘、洗）、两混馏分（萘、洗）等。

工业萘蒸馏工艺可分为常压间歇釜式精馏、减压间歇釜式精馏、常压双釜双塔连续精馏、常压双炉双塔连续精馏、常压单炉双塔连续精馏、常压单炉单塔连续精馏、常加压单炉双塔连续精馏等。从精馏塔的实际塔板数来看，开始为50层、后增加到63层、64层、70层。其精馏塔的塔型有填料塔（瓷环、鲍尔环、波纹板等）、圆泡罩塔、条形泡罩塔、斜孔板塔、浮阀塔等。目前，多数大型焦化厂采用70层浮阀塔，以两混或三混馏分为原料的常压双炉双塔连续精馏工艺。常压单炉、双塔连续工艺较普遍，而宝钢的常、加压单炉双塔连续工艺的能耗最低。随着微机的应用，单炉、单塔连续精馏工艺有发展前途。

3.2.1 双釜、双塔常压连续精馏工艺这是国内中小型焦化厂最为普遍采用的95N生产工艺，特点是操作稳定、控制容易。工艺过程见图1。

图1 双釜、双塔常压连续精馏工艺流程

3.2.2 双炉、双塔常压连续精馏工艺工艺过程见图2。该工艺的特点是：初馏与精馏塔的塔底供热均靠各自的专用管式炉提供，以控制塔底的温度；两个塔的塔顶温度均靠调节其回流量来控制，有各自独立的温度制度，故操作方便，易控制。

图2 双炉、双塔常压连续精馏工艺流程

3.2.3 单炉、双塔常压连续精馏工艺工艺过程见图3。该工艺的特点是：一个管式炉向两个塔的塔底提供热量，管式炉的面积分配尤为重要；两个塔顶的温度仍靠各自的回流量来控制；两个塔底的温度控制则靠调节管式炉（如：煤气量、空气量、二次空气量、烟道翻板等）来实现。若是两个塔底温度无法调整到所需要的数值，则表明管式炉的面积分配设计不合理，必须加以调整。

图3 单炉、双塔常压连续精馏工艺

3.2.4 单炉、单塔常压连续精馏工艺见图4。

图4 单炉、单塔常压连续精馏工艺流程

3.2.5 宝钢单炉、双塔（精馏塔加压）连续精馏工艺工艺过程见图5。特点是：精馏塔采用加压操作，原料萘油与精馏塔底油进行换热，温度达到120～125℃，再与回流槽来的95N汽进行换热，温度达到18 0～200℃后进入初馏塔。初馏塔底油一部分泵送精馏塔、另一部分去重沸器，以精馏塔顶95N汽为供热源，温度升至235～245℃再返回初馏塔底。精馏塔塔底油一部分与原料萘油换热后外排，其余靠管式炉加热到319℃返回精馏塔内，以提供塔底热源。塔底为甲基萘油，含萘1%以下。初馏塔塔底的供热不靠管式炉，这是萘精馏塔采用加压操作的根本目的。各馏分的余热均通过蒸汽发生器产生低压蒸汽，其压力为0.3MPa。

图5 宝钢单炉、双塔连续精馏工艺流程

3.3 焦油蒸馏所获馏分的洗涤技术

这里指的是碱洗脱酚或酸洗脱喹啉装置，可分别获得酚盐与硫酸喹啉。一般是先脱酚、后脱喹啉。也可只脱酚、不脱喹啉。原料则根据焦油蒸馏切取馏分不同而异，有窄馏分、宽馏分之分。洗涤工艺可间歇或连续操作。洗涤设备有空气搅拌、机械搅拌、泵混合、静态混合器、喷射混合器等型式。后两种洗涤器较先进，洗涤效果好，便于连续操作与自动控制。碱洗脱酚的主要控制因素有：用碱浓度、洗涤温度、分离时间、洗涤的级数等。各馏分的洗涤要求馏分含酚小于0. 5%。

宝钢引进的是全连续碱洗脱酚工艺，碱液浓度较低，为8%～1 0%；轻油、酚油均为一段脱酚，脱酚效率分别为～38%、88%。其轻油脱酚对酚钠盐起到净化的作用。萘油则采用三段脱酚，脱酚效率为79%；脱酚设备采用静态混合器。另外，只对脱酚酚油与甲基萘油分别进行连续酸洗脱喹啉，加酸浓度为30%～39%，效率分别为38.5%、52.2%。设备也采用静态混合器。

3.4 粗蒽制取技术

国内各厂均采用间歇操作工艺，设备为转鼓结晶机。为了提高粗蒽的收得率，开发了两段结晶法。宝钢引进的工艺采用全连续程序控制操作，包括：Ⅰ蒽油装入→冷却结晶→放料→离心等工序，计44h。