浅析煤焦油深加工技术

2019-08-10 版权声明 举报文章

摘要:随着我国经济的发展,对于能源的利用也是越来越广泛,在现代市场经济条件下,煤焦油要想在激烈的竞争中占据一席之地,就必须不断完善煤焦油深加工技术,促使其获得更高的效益,只有这样才能保证煤焦油行业的经久不衰。本文主要就煤焦油深加工技术进行了分析研究。

关键词:煤焦油 技术 深加工

中图分类号:P618文献标识码: A

引言

近年来,由于石油的勘探与开采,使得煤焦油的市场额有所减少,但是煤焦油在市场上的前景还是非常可观的,尤其是煤焦油深加工的出现,在一定程度上促进了煤焦油的进一步发展。随着科学技术的不断发展,煤焦油深加工技术也得到了很快的发展,使得煤焦油的未来发展具有无限潜能。由此可见,为了使得煤焦油获得更好的市场优势地位,就必须不断加强和完善煤焦油深加工技术,促进其整体发展水平的提高。

一、关于煤焦油的概述

1、煤焦油的分类

由于在热分解的过程中, 温度的高度对于煤焦油的成分会产生很大的影响, 因此根据热解时的温度将煤焦油大致分为低温焦油(450 ~ 650 益)、中温焦油(650 ~900 益)和高温焦油(900~1000 益)。

1.1 低温焦油和中温焦油。中、低温度得到的焦油外观呈现为黑色的粘稠液体,密度大约为 1g/cm2 ,一般会有特殊的气味。 人造石油的重要原料之一就是低温得到的干馏焦油。

1.2 高温焦油。高温得到的煤焦油颜色呈现黑色,密度相对中、低温煤焦油而言较大,沥青的含量较大,还含有杂环有机化合物或者芳烃, 高温煤焦油是煤炭炼焦过程中经过荒煤气到处后,受到半焦、焦炭以及炉顶空间高温的影响下最终二次分解,形成的高温焦油在冷凝析出后就形成了常见到的高温煤焦油。

2、煤焦油的成分

煤焦油主要由手性碳氢化合物、含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物组成,具体表现在:

2.1 手性碳氢化合物。 以甲苯、二甲苯及其衍生物为代表的苯类化合物,以琢、茁-甲基萘及其衍生物为代表的萘化合物,还有芴、芘、蒽、菲、苊等。

2.2 含氧化合物。 主要分为两类,一类是在侧链上带有氧的酸性化合物,另一类是环上带有氧原子的中性化合物;其中酸性氧的化合物主要是甲酚的三种同异构体和二甲酚的六种同分异构体等;中性氧的花和物以氧芴、古马隆为代表。

2.3 含氮化合物。焦油中的含氮化合物主要有中性和碱性两种, 含氮化合物在煤焦油中所占比比例不大,仅有 1%而已;碱性含氮化合物以喹啉(异喹啉)、吡啶(甲基吡啶、二甲基吡啶)为主;中性含氮化合物则以苯并咔唑、氰化苯、咔唑、吲哚、氰化萘等为代表。

2.4 含硫化合物。 含硫化合物所占比列很少,在煤焦油中的含量多数情况下不到总量的 1%,主要成分是噻吩、硫杂茚、苯并噻吩等。

二、煤焦油深加工技术分析

1、煤焦油蒸馏技术

现代煤焦油蒸馏工艺按照蒸馏的方式可以分为间歇性蒸馏和连续蒸馏。 目前技术比较成熟并且应用广泛的是连续蒸馏技术,已经形成了常压下的多塔蒸馏技术。 按照操作将蒸馏工艺分为常压蒸馏、减压蒸馏以及常减压蒸馏三种。 常压蒸馏技术的主要工艺是使用了两段的蒸发器, 第一段蒸发器的主要作用是进行闪蒸,在顶部除去清油和水之后,底部便只剩无水焦油了,之后将煤焦油导入第二段的蒸发器, 这就是的处于顶部的蒽油产生回流,注重在底部沉积的是沥青。 与减压蒸馏加工流程比较,常压蒸馏对于设备的要求较低,工艺流程也比较简短,并且操作简便,投资较少等巨大优势。 减压蒸馏工艺能够防止管式炉出现结焦,能够改善煤焦油蒸馏的操作环境。 常减压蒸馏工艺能够较好地降低高沸点馏分的液化温度。

2、工业萘蒸馏技术

在化工工业中,萘具有广泛的用途,在煤焦油中,含量最高的就是萘。 萘是最简单的稠环芳烃,主要存在于萘油和洗油中。目前有双炉双塔和单炉双塔两种方式: 双炉双塔有两台蒸馏塔和两台加热炉, 主要是在精馏塔中和甲基萘油馏分进行工业萘的制取;单炉双塔则是只有一台加热炉,这种方式主要是在精馏塔中制取工业萘。 双炉双塔得到的工业萘含有杂质少,并且产率高,容易控制但是设备的建设投资较大,而单炉双塔则需要用一台加热炉来控制两台蒸馏塔的温度, 因此对于控制的精确程度要求高,控制难度较双炉双塔而言较大。

3、馏分的洗涤技术

常见的馏分洗涤方式有连续脱酚和间歇脱酚两种方式。 由于间歇脱酚方式操作周期长、对于劳动力的要求高,比较严重污染环境,因此并不适合大范围广泛使用。 连续脱酚操作借助了分离器,将酚盐经由分离器的底部排除。 连续脱酚操作较间歇脱酚而言,自动化程度高,操作也比较简单,因此获得了广泛的应用。常见的洗涤设备则有喷射混合器、静态混合器、机械搅拌等。

4、煤焦油洗油馏分的分离与精制技术

该技术主要包括苊的提取与吲哚的提取。苊是一种溶于苯、甲苯、微溶于甲醇、乙醇、丙醇和冰乙酸而不溶于水的白色针状结晶。 在高分子材料、合成树脂、工程塑料以及有机染料等工业领域有着广泛的用途。 目前国内于洗油中提取苊的设备是双炉双塔或三炉三塔,先分离得到萘,然后再借助结晶机再次进行分离, 经过充分的过滤和干燥后就能够得到固态苊。吲哚的分离方法多种多样,主要有碱溶法、溶剂萃取法、吸附法、络合法、共沸精馏法等。 溶剂萃取法是较为成熟的分离方法,但是由于萃取剂的选择不够,选择依据也有待研究, 因此对于含量降低的吲哚原料就会产生较高的生产成本。

三、加强煤焦油深加工技术的具体措施

1、精化工艺流程,促进工艺多样化

目前,相比较于发达国家,中国的煤焦油深加工的工艺流程还是略显粗糙的。一些传统的老工艺往往在生产过程中造成了巨大的资源和经济的流失,在细节上没有做到精细,所以产品也相对粗糙。经专家指出,改变煤焦油的分离程序,即把目前国内已有的蒸馏分离顺序改进为先在常压下脱出最轻的轻油,随即升温在真空下排除沥青,这样能为后续的工作创造更为清洁的工作环境,同时可以降低塔的高度,减少了企业的投资,分馏的拔出率也能提高几个百分点。促进工艺的多样化,不再局限于传统的工艺流程上,在原有的加工基础上精益求精,才能不断完善煤焦油行业的不足,提升煤焦油行业的发展潜力。

2、加快煤焦油各项技术的优化与新技术的开发

一个行业的发展,必须依靠它优于其他行业的优势及生产技术。煤焦油技术的优化与提高,对整个煤焦油市场都是一个巨大的挑战。在新技术的开发上,不仅要做到精化,还要考虑技术的先进性,并估测其的局限性和方向性以及自身条件是否成熟。技术的开发与优化,也应兼顾到能源环保与合理利用的问题。注重引进国外先进的技术,但不盲目选择。要选择对自身有利且能有效促进自身行业发展的技术。例如,如果引进澳大利亚的煤焦油加工技术,则要先了解其发展方向是沥青,学会引进它先进的焦油初加工技术,而它还不太完善的下游产品的精加工技术则不必考虑在内。而德国的各项技术基本都处于领先水平,国内对其了解却知之甚少,学会借鉴,学习他企业的精髓,消化为己有,才能促进自身的不断发展。

3、注重装备水平的提高

目前国内的一些制造装备还较落后,庞大的装备不仅耗用了巨大的投资,占用了相当大的空间,同时还会造成资源的浪费及有害物质的污染。同时,随着时间的推移,其可用价值也会不断贬值。唯有提升装备水平,才能减少企业的投资成本,提高资源的利用率,降低对环境的污染。

结束语

总而言之,煤焦油的市场发展潜力还需要进一步的挖掘,在此期间,就需要不断完善和发展煤焦油深加工技术,在掌握这些技术的基础上,注重新技术的挖掘和创新,促使煤焦油的开发与应用。

参考文献:

[1]熊道陵,陈玉娟,欧阳接胜,李英,钟洪鸣,李金辉. 煤焦油深加工技术研究进展[J]. 洁净煤技术,2012,06:53-57+83.

[2]陈石. 煤焦油深加工技术现状及发展方向[J]. 广东化工,2011,08:96+102.

[3]刘延华. 煤焦油深加工综述[J]. 山东化工,2012,06:43-47.

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