煤焦油深加工现状
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煤焦油深加工现状
、新技术和发展方向
煤焦油行业是一个比较传统的行业,尽管近30年来受到石油化工行业的激烈竞争,煤焦油行业仍然具有较大的发展潜力…,尤其近几年来随着新材料和钢铁行业的发展,煤焦油资源的高效利用再度引起人们的重视。
我国是焦炭生产大国,约占世界的36%左右。焦炭的生产产生大量的副产物——煤焦油,我国煤焦油年产量约为500—600万t,加工能力约为450万t,在建、扩建、拟建项目能力约为200万t。目前共有约5O多家企业进行煤焦油加工,其中最为先进的是宝钢集团上世纪从日本引入的煤焦油加工装置,加工规模为26万t/a,产品品种有26种,其次是鞍钢、武钢和本钢J。除此以外的其他大多数的煤焦油生产相对分散,且以土炼焦工艺为主,这样不仅浪费了大量的不可再生资源,也污染了环境。
随着我国经济的不断发展和对环境保护要求的日益提高,煤焦油的深加工成为一个亟待解决的课题。从目前煤焦油行业的发展情况来看,国内的煤焦化行业正处在一次重要的整合变革时期,未来的煤焦油工业正向集中化、精细分离、深加工、新材料合成方向发展。1我国煤焦油产量
煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物,含有1万多种化合物,可提取的约200种,目前,有利用价值且提取经济合理的约50种,其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、沥青等系列产品是合成塑料、合成纤维、农药、染料、医药、涂料、助剂及精细化工产品的基础原料,也是冶金、合成、建设、纺织、造纸、交通等行业的基本原料,许多产品是石油化工中得不到的。因此,煤焦深油加工可促进这些行业的发展。
现代的炼焦生产过程中,从煤气中回收和初级化工产品主要有煤焦油、氨(主要是硫铵)和粗苯3种。煤焦油的产量,是根据炼焦生产配煤的种类不同而变化,配煤的挥发份越高,焦油回收率越多,焦油产量越大。
2国内外煤焦油加工现状
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t/a。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lO万t/a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5O万t/a焦油加工装置。国内单套焦油蒸馏装置有
0."6,
1."2,3,5,**,5,1O,15万t/a各种规模。3万t/a以上的规模均为连续蒸馏工艺,小于3万t/a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。
2.2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
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。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。
2.4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。所以在废气处理上应改进。
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。
2."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。
2.6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,维修水平相差较远。
3国内煤焦油加工技术进展
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。而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330cC;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