中低温煤焦油的深加工现状与产业研究

马光友 克拉玛依华澳石油化工进出口有限公司，克拉玛依，834000

中低温煤焦油的深加工现状与产业研究

马光友 克拉玛依华澳石油化工进出口有限公司，克拉玛依，834000

我国煤焦油资源丰富，但多数是高温焦油和中温焦油，对这两种焦油的研究工作也比较活跃。与石油相比之下低温煤焦油工艺极少，对低温焦油的研究也还欠缺。对焦油进行详细的分析研究，将对我国石油产业做出巨大贡献。在分析过程中，尤以粗酚的处理和沥青的获取最为重要。在这些生产过程中，许多因素对其有重大影响，例如温度、压力、系统损耗以及水分的多少等，对这些因素加以控制可得到较高质量的产品并减少对环境的污染。

中低温煤焦油加工；粗酚处理；煤焦油的利用

随着我国经济的高速发展对石油的需求量日益增加，目前供需矛盾十分突出。鉴于我国的能源构成中煤炭占75%以上，而且在当前原油价格大幅上涨的背景下，石油化工原料成本不断攀高，石化产品竞争力大大削弱，“高油价时代”的到来，为长期处于竞争劣势的煤化工业提供了一个千载难逢的发展机遇，因而以煤焦油为原料制取石油代用品是一个缓解矛盾的必要途径。我国煤焦油资源丰富，但多数是高温焦油和中温焦油，对这两种焦油的研究工作也比较活跃。与石油相比之下低温煤焦油工艺极少，对低温焦油的研究也还欠缺。对焦油进行详细的分析研究，将对我国石油产业发展做出巨大贡献。

目前，我国煤焦油主要用来加工生产轻油、酚油、萘油及改质沥青等，再经深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多种化工原料，产品数量众多、用途十分广泛。专家认为，煤焦油简单加工后的利用价值不大，国内外普遍看好的是其深加工精制产品的应用。

1.中低温煤焦油的加工过程

1.1 煤焦油的制备

煤焦油是煤干馏过程中产生的黑色或黑褐色黏稠状液体，是一种基础原料，同石油原油一样，需对其进行加工提炼后分级利用，是由煤在隔绝空气加强热时干馏制得。它为煤干馏过程中所得到的一种液体产物。 高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温干馏煤焦油（简称高温煤焦油），低温干馏（即煤低温干馏）得到的焦油称为低温干馏煤焦油（简称低温煤焦油）。两者的组成和性质不同，其加工利用方法各异。

低温煤焦油是黑色黏稠液体，其不同于高温煤焦油是相对密度通常小于1.0，芳烃含量少，烷烃含量大，其组成与原料煤质有关。低温干馏焦油是人造石油的重要来源之一，经高压加氢制得汽油、柴油等产品。

1.2 煤焦油的化学组成

煤焦油组成中包括了如苯，苯酚，这样低的相对分子质量的简单物质，直到甚至在真空下也不易发的，相对分子质量达数千的非常复杂物质，因此是一种十分复杂的混合物。煤焦油中有机化合物估计有一万种以上，已被鉴定的约有五百多种。煤焦油是一个组分上万种的复杂混合物，目前已从中分离并认定的单种化合物约500余种，约占煤焦油总量的5 5%，其中包括苯、二甲苯、萘等174种中性组分；酚、甲酚等63种酸性组分和113种碱性组分。

1.3 低温煤焦油蒸馏及脱色除臭技术

低温煤焦油中含有焦油酸、焦油碱及沥青胶质、及氮、硫化合物，蒸馏后切取170～310℃馏分油，其沥青质残渣虽被蒸馏出来，但还有相当的焦油酸、碱及硫、氮化合物无法通过蒸馏去除。因此，蒸馏后的低温煤焦油馏分油，颜色还是呈黑色，并伴随臭味，不但不能作车用柴油，就是用作工业炉窑用柴油燃料还存在腐蚀、积炭、着火难、热值低、堵塞喷油嘴等缺陷。本技术是将低温煤焦油蒸馏后的170～310℃馏分油，进行常温常压加剂脱色除臭，替代加氢精制，其加剂脱色成本吨油约80元左右，设备主要为搅拌器、油泵、油罐等普通容器，每吨油差价效益约400～500元。脱色后的成品油色度与国标柴油相当，而且稳定性好，在1～2个月内颜色无明显变化。

1.4 煤焦油深加工

煤焦油深加工包括焦油蒸馏、馏分洗涤分解、工业萘、改质沥青、粗酚精制等。焦油蒸馏工艺流程较多，按蒸馏塔的操作压力可分为减压蒸馏、常压蒸馏和常减压蒸馏流程。

1.4.1 减压蒸馏

蒸馏过程由脱水和馏分蒸馏组成。其流程为在常压下进行脱水，然后焦油在分馏塔内进行减压蒸馏。该工艺煤气消耗量低；余热利用充分；萘馏分集中度高；由于在负压下操作，气体泄露少，有利于环境保护；但减压蒸馏设备要求严格，投资高，且目前国内技术不成熟，需引进技术。

1.4.2 常减压蒸馏

其流程脱水在常压下进行，对沸点较低的酚馏分和萘馏分进行常压蒸馏，对沸点较高的馏分进行减压蒸馏。该工艺萘馏分高度集中，可达95%以上，分离效果好，萘油馏分中萘含量可达90%，蒸馏效率高，馏分切取精细，减少后续深加工的重复蒸馏过程，节省能耗；由于蒸馏在负压下操作，气体泄露少，有利于环境保护。但该工艺流程复杂、投资高，且目前国内技术不成熟，需引进技术。

1.4.3 常压蒸馏

其流程为焦油在一段蒸发器内进行脱水，然后自二段蒸发器蒸出的混合馏分入分馏塔进行常压蒸馏，切取馏分。该工艺具有工艺成熟、技术可靠、工艺简单、投资低、产品质量好等优点，尾气采用集中洗涤，环保效果好，是目前国内广泛采用的流程。

对煤焦油进行的深度加工工艺，生产出更多的下游产品称为“煤焦油深加工”。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，有利用价值并且可提取并经济合理的约5 0种，其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、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，煤焦油深加工可促进这些行业的发展。并且提高资源利用率，有利于环境保护，发展循环经济。

2.结论

中低温煤焦油经过脱水、加热、分馏等加工过程可以得到不同温度的粗酚、柴油、沥青和渣油等。粗酚经过汽提可得到固体酚，酚的用途很多，主要用于生产耐火材料及医学药物等。柴油经过水洗、碱洗过程，调整其色度和抗氧化性，可直接用作机车的燃料油。沥青在固化后可以增加其硬度、亮度，只要延展性能达到要求就可用来铺路，也可以用来合成塑料、橡胶等。渣油可作为原料再次进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，它们是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料，也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。因此煤焦油的加工利用空间很大，需要我们不断进行研究。

[1]李淑培.石油加工工艺学.北京：中国石化出版社.1992-1

[2]梁凤凯，舒均杰.有机加工生产技术.北京：化学工业出版社.2 00 3

[3]郭树才.煤化工工艺学.北京：化学工业出版社.2006

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.011