中低溫煤焦油的深加工現狀與產業研究

馬光友 克拉瑪依華澳石油化工進出口有限公司，克拉瑪依，834000

中低溫煤焦油的深加工現狀與產業研究

馬光友 克拉瑪依華澳石油化工進出口有限公司，克拉瑪依，834000

我國煤焦油資源豐富，但多數是高溫焦油和中溫焦油，對這兩種焦油的研究工作也比較活躍。與石油相比之下低溫煤焦油工藝極少，對低溫焦油的研究也還欠缺。對焦油進行詳細的分析研究，將對我國石油產業做出巨大貢獻。在分析過程中，尤以粗酚的處理和瀝青的獲取最為重要。在這些生產過程中，許多因素對其有重大影響，例如溫度、壓力、系統損耗以及水分的多少等，對這些因素加以控制可得到較高質量的產品并減少對環境的污染。

中低溫煤焦油加工；粗酚處理；煤焦油的利用

隨著我國經濟的高速發展對石油的需求量日益增加，目前供需矛盾十分突出。鑒于我國的能源構成中煤炭占75%以上，而且在當前原油價格大幅上漲的背景下，石油化工原料成本不斷攀高，石化產品競爭力大大削弱，“高油價時代”的到來，為長期處于競爭劣勢的煤化工業提供了一個千載難逢的發展機遇，因而以煤焦油為原料制取石油代用品是一個緩解矛盾的必要途徑。我國煤焦油資源豐富，但多數是高溫焦油和中溫焦油，對這兩種焦油的研究工作也比較活躍。與石油相比之下低溫煤焦油工藝極少，對低溫焦油的研究也還欠缺。對焦油進行詳細的分析研究，將對我國石油產業發展做出巨大貢獻。

目前，我國煤焦油主要用來加工生產輕油、酚油、萘油及改質瀝青等，再經深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多種化工原料，產品數量眾多、用途十分廣泛。專家認為，煤焦油簡單加工后的利用價值不大，國內外普遍看好的是其深加工精制產品的應用。

1.中低溫煤焦油的加工過程

1.1 煤焦油的制備

煤焦油是煤干餾過程中產生的黑色或黑褐色黏稠狀液體，是一種基礎原料，同石油原油一樣，需對其進行加工提煉后分級利用，是由煤在隔絕空氣加強熱時干餾制得。它為煤干餾過程中所得到的一種液體產物。 高溫干餾(即焦化)得到的焦油稱為高溫干餾煤焦油（簡稱高溫煤焦油），低溫干餾（即煤低溫干餾）得到的焦油稱為低溫干餾煤焦油（簡稱低溫煤焦油）。兩者的組成和性質不同，其加工利用方法各異。

低溫煤焦油是黑色黏稠液體，其不同于高溫煤焦油是相對密度通常小于1.0，芳烴含量少，烷烴含量大，其組成與原料煤質有關。低溫干餾焦油是人造石油的重要來源之一，經高壓加氫制得汽油、柴油等產品。

1.2 煤焦油的化學組成

煤焦油組成中包括了如苯，苯酚，這樣低的相對分子質量的簡單物質，直到甚至在真空下也不易發的，相對分子質量達數千的非常復雜物質，因此是一種十分復雜的混合物。煤焦油中有機化合物估計有一萬種以上，已被鑒定的約有五百多種。煤焦油是一個組分上萬種的復雜混合物，目前已從中分離并認定的單種化合物約500余種，約占煤焦油總量的5 5%，其中包括苯、二甲苯、萘等174種中性組分；酚、甲酚等63種酸性組分和113種堿性組分。

1.3 低溫煤焦油蒸餾及脫色除臭技術

低溫煤焦油中含有焦油酸、焦油堿及瀝青膠質、及氮、硫化合物，蒸餾后切取170～310℃餾分油，其瀝青質殘渣雖被蒸餾出來，但還有相當的焦油酸、堿及硫、氮化合物無法通過蒸餾去除。因此，蒸餾后的低溫煤焦油餾分油，顏色還是呈黑色，并伴隨臭味，不但不能作車用柴油，就是用作工業爐窯用柴油燃料還存在腐蝕、積炭、著火難、熱值低、堵塞噴油嘴等缺陷。本技術是將低溫煤焦油蒸餾后的170～310℃餾分油，進行常溫常壓加劑脫色除臭，替代加氫精制，其加劑脫色成本噸油約80元左右，設備主要為攪拌器、油泵、油罐等普通容器，每噸油差價效益約400～500元。脫色后的成品油色度與國標柴油相當，而且穩定性好，在1～2個月內顏色無明顯變化。

1.4 煤焦油深加工

煤焦油深加工包括焦油蒸餾、餾分洗滌分解、工業萘、改質瀝青、粗酚精制等。焦油蒸餾工藝流程較多，按蒸餾塔的操作壓力可分為減壓蒸餾、常壓蒸餾和常減壓蒸餾流程。

1.4.1 減壓蒸餾

蒸餾過程由脫水和餾分蒸餾組成。其流程為在常壓下進行脫水，然后焦油在分餾塔內進行減壓蒸餾。該工藝煤氣消耗量低；余熱利用充分；萘餾分集中度高；由于在負壓下操作，氣體泄露少，有利于環境保護；但減壓蒸餾設備要求嚴格，投資高，且目前國內技術不成熟，需引進技術。

1.4.2 常減壓蒸餾

其流程脫水在常壓下進行，對沸點較低的酚餾分和萘餾分進行常壓蒸餾，對沸點較高的餾分進行減壓蒸餾。該工藝萘餾分高度集中，可達95%以上，分離效果好，萘油餾分中萘含量可達90%，蒸餾效率高，餾分切取精細，減少后續深加工的重復蒸餾過程，節省能耗；由于蒸餾在負壓下操作，氣體泄露少，有利于環境保護。但該工藝流程復雜、投資高，且目前國內技術不成熟，需引進技術。

1.4.3 常壓蒸餾

其流程為焦油在一段蒸發器內進行脫水，然后自二段蒸發器蒸出的混合餾分入分餾塔進行常壓蒸餾，切取餾分。該工藝具有工藝成熟、技術可靠、工藝簡單、投資低、產品質量好等優點，尾氣采用集中洗滌，環保效果好，是目前國內廣泛采用的流程。

對煤焦油進行的深度加工工藝，生產出更多的下游產品稱為“煤焦油深加工”。煤焦油是以芳香烴為主的有機混合物，含有1萬多種化合物，可提取的約200種，目前，有利用價值并且可提取并經濟合理的約5 0種，其深加工所獲得的輕油、酚、萘、洗油、蒽、瀝青等系列產品是合成塑料、合成纖維、農藥、染料、醫藥、涂料、助劑及精細化工產品的基礎原料，也是冶金、合成、建設、紡織、造紙、交通等行業的基本原料，許多產品是石油化工中得不到的，因此，煤焦油深加工可促進這些行業的發展。并且提高資源利用率，有利于環境保護，發展循環經濟。

2.結論

中低溫煤焦油經過脫水、加熱、分餾等加工過程可以得到不同溫度的粗酚、柴油、瀝青和渣油等。粗酚經過汽提可得到固體酚，酚的用途很多，主要用于生產耐火材料及醫學藥物等。柴油經過水洗、堿洗過程，調整其色度和抗氧化性，可直接用作機車的燃料油。瀝青在固化后可以增加其硬度、亮度，只要延展性能達到要求就可用來鋪路，也可以用來合成塑料、橡膠等。渣油可作為原料再次進行催化裂化得到不同用途的油品。煤焦油自身有很多化合物，它們是塑料、合成橡膠、農藥、醫藥、耐高溫材料及國防工業的貴重原料，也有一部分多環烴化合物是石油化工所不能生產和替代的。因此煤焦油的加工利用空間很大，需要我們不斷進行研究。

[1]李淑培.石油加工工藝學.北京：中國石化出版社.1992-1

[2]梁鳳凱，舒均杰.有機加工生產技術.北京：化學工業出版社.2 00 3

[3]郭樹才.煤化工工藝學.北京：化學工業出版社.2006

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.011