煤焦油加工行业的现状与发展趋势

煤焦油加工行业的现状与发展趋势

陈全

（兰州城市学院，兰州，730070兰州城市学院化学与环境科学学院, 兰州730070）

摘要:本文分析了国内外煤焦油加工技术的发展现状；从生产规模、工艺方法、产品种类、市场前景、环保与节能及装备水平、加工成本、投资与效益等方面论述了国内外大型煤焦油加工企业概况；指出了今后选择建设焦油加工项目时，应着重注意深加工、规模化生产、强化环保意识等的几项原则及未来的发展方向。

1前言

我国虽是煤炭资源大国，但随着开采力度逐年加大，煤的储量已经日益减少。如何进一步提高煤的利用价值，除了对焦炭和煤气进行深加工以外，焦炭生产过程中4%左右的煤焦油也是值得深入研究的课题。特别是近年来石油价格的不断攀升，使得煤焦油越来越体现出其在化工产品中的价值,国内许多焦化厂、煤矿企业都在想办法如何发挥煤焦油加工产品的附加值。煤焦油是一种组成复杂的混合物,是生产沥青焦，优质软、硬质炭黑，石墨电极,工业萘、酚、葸油等多种化工产品的重要原料。已经分离鉴定的物种有500多种。规模化生产的产品品种大约有70多种，我国目前有各类机焦企业千余家、焦炉两千余座，2004年，我国的煤焦油产量达700多万吨，煤焦油加工量达400万吨，但绝大多数企业的焦油产品种类不足10种。随着中国汽车工业以及钢铁、有色金属工业的发展，对与其相关的优质软、硬质炭黑及石墨电极等的需求大幅增加，焦油的市场前景极为广阔。但由于历史原因,我国煤焦油的潜在经济价值还没有充分发挥出来。随着世界经济的持续快速增长，石油供需矛盾的进一步紧张，通过石油催化重整得到芳香族化合物的途径将会受到抑制。因此，通过焦油加工获得芳香族化合物的方法在未来的几十年内不会有根本性的变化。虽然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，但只要传统的高炉转炉工艺在钢铁生产中的主导地位没有发生根本性的变化，煤焦油的资源总量仍然巨大，如能得到充分合理的利用必将创造巨大的经济价值。所以，了解国内外煤焦油加工工艺和技术的进展对焦化行业的深入发展是非常必要的。

2煤焦油加工的发展现状

50年代，鞍山钢铁公司建成两塔式方箱型管式炉常压连续蒸馏装置以后，在本溪钢铁公司、包头钢铁公司、武汉钢铁公司、上海焦化有限公司和南京梅山钢铁公司等地，也陆续建成一塔式或两塔式常压连续蒸馏装置。1985年，上海焦化有限公司建成了煤焦油减压连续蒸馏、萘区域熔融精制和沥青延迟焦化装置，大大提高了煤焦油加工的水平。近年来，我国炼焦企业的焦油集中加工能力有所加强，宝钢、鞍钢、本钢、包钢、攀钢等11 个大型企业的焦油加工能力占全年焦油加工总量的一半以上。但规模小于3万吨/天的小厂数目也不少，由于加工规模小，往往只提取煤焦油中两三种化学产品，如洗油和茶油，而这些焦油产品质量较差，如工业萘、酚、优质沥青等质量均满足不了市场需要。电极沥青的主要性能指标如软化点、固定碳、苯不溶物、喹啉不溶物等百分含量也难以满足炭素和炼铝工业的需要。焦油产品的品种和数量也不能满足国内日益增长的市场需求, 如医药的原料异喹啉、氧茚、吡啶以及化工原料精蒽、精萘每年都要花大量的外汇进口。多数小型企业往

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往将经简单蒸馏后得到的剩余产品当作燃料烧掉，造成相当严重的资源浪费。除此之外，焦油加工过程中的高能耗、高污染状况没有得到根本好转。吨焦油加工能耗比国外先进水平超出40% ( 国内大型企业)，甚至更多（中小型加工企业）。加工过程中产生的废气往往不进行任何处理就直接排放到大气中。不过,由于近年来国家对环保问题越来越重视。新开工建设的焦油加工项目与过去相比有明显好转。

国外，焦油加工先进发达国家，如日本、德国、法国、俄罗斯等其焦油单套蒸馏装置的能力都在10~50万吨/天。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？这主要是如下几个因素造成的：各焦油加工厂本身所能得到的焦油资源；各焦油加工厂所制定的主导产品目标，不是单一贪大；单体装置无限过大，制造和运输是否可能实现，投资与产出比是否合适。在资源有限的情况下，就应选择最低焦油蒸馏能力为10万吨/天。

2. 1生产规模

日本、德国、法国、俄罗斯等国家的单套焦油蒸馏装置的能力都在10～50万吨/天。从理论上讲,能力越大，规模效益越好。在资源有限的情况下，选择10万吨/天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50万吨/天焦油加工装置。国内单套焦油蒸馏装置有0. 6， 1. 2， 3， 5， 7. 5，5， 10，15万吨/天各种规模。3万吨/天以上的规模均为连续蒸馏工艺,小于3万吨/天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。[1]

2. 2产品方案

2．2．1 国外煤焦油加工

有3种模式生产：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RiUy公司、澳大利亚Koppem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。[2]

2．2．2 国内煤焦油加工

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。

2．3 工艺流程

煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油。在焦炭生产中得到的煤焦油属于高温煤焦油。它是粗煤气冷却过程中冷凝、分离出来的焦炉煤气净化产品之一。装炉煤在隔绝空气的炭化室加热时析出的挥发分，通过焦饼与炭化室炉墙之间的空隙进入炉顶空间, 在700~850

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