国内煤焦油深加工工艺概述

施玉山，郭小杰

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037001)

0 引言

煤焦油按煤炭干馏温度分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油. 在炼焦过程中产生粗煤气经冷凝、分离出来的产品为高温煤焦油.

煤焦油(以下均指高温煤焦油)中约含有上万种化合物，已经鉴定出的仅有500 余种，其中中性组分有174 种(如苯、甲苯、二甲苯、萘、苊、蒽、芴和芘等)，酸性组分有63种(如酚、甲酚和二甲酚等)，碱性组分有113 种(如吡啶、吲哚、喹啉和异喹啉等)，还含有其它稠环和含氧、含硫等杂环化合物，其中有些产品是不可能或者不能经济地从石油化工原料中取得.因此，煤焦油产品在世界化工原料需求中占有极其重要地位.

煤焦油的分离已由高含量组分转向低含量组分，以从中获取精细化学工业所需的高附加值组分，并且成功地开发出一系列先进的煤焦油深加工工艺［1］.

1 煤焦油的深加工工艺

焦油蒸馏流程分为两个类型，即间歇焦油蒸馏和连续式焦油蒸馏. 间歇焦油蒸馏适用于小型焦化厂的焦油加工.我国大型焦化厂广泛使用管式炉连续蒸馏的工艺流程. 管式炉连续蒸馏按蒸馏系统采用的塔数及馏分切取方式不同，又分为两塔式流程、单塔式流程和切取混合馏分的焦油蒸馏流程.

经分析，国内外煤焦油深加工需要解决的主要难题是提高焦油中各单组分的分离效率，提高所得产品的纯度，改善配套的生产工艺和操作条件以及降低产品成本. 国内外典型的煤焦油加工工艺大同小异. 通常是六种基本化工操作的有机组合，即蒸馏、结晶、萃取、催化聚合、热缩聚和焦化.

图1 到图4 为工艺流程示意图.

煤焦油先经脱水、过滤脱渣、脱盐处理，加碱防设备腐蚀，负压脱水脱轻油(150℃～180℃)，焦油在管式炉中很快加热到某一温度，在此温度下，由于加热设备内压力增高，低沸点组分不能完全蒸发，处于过热状态，然后将此焦油引入蒸发器内，由于蒸发空间突然扩大、压力急剧降低，焦油中沸点较低的组分闪急蒸发，即一次蒸发而分成气液平衡的两相，液相由底部排出，气相进入馏分塔，按煤焦油组分沸点分，分成轻油馏分、酚油馏分、萘油馏分、洗油馏分、Ⅰ－蒽油馏分和Ⅱ－蒽油馏分，蒸馏残渣为煤焦油沥青. 煤焦油蒸馏的各段馏分再用物理和化学方法处理，可提取各种化工产品.第Ⅰ种工艺能完全适用于各种规模;第Ⅱ种工艺可适用于各种规模;第Ⅲ种工艺仅适用于大规模的焦油加工;第Ⅳ种工艺仅适用于小规模的焦油加工. 国内的焦油蒸馏工艺与国外工艺相比较，差距并不大［2］.

2 煤焦油馏分加工

2.1 轻油加工

轻油馏分加工主要是粗苯加工，即粗苯精制成纯苯、甲苯、二甲苯等产品. 国内粗苯精制的方法主要有两类:酸洗法和加氢法.酸洗法工艺产出的纯苯指标差，不满足后序加工的要求.而逐渐被先进的粗苯加氢精制工艺取代.目前，较先进的粗苯加氢的工艺主要有是Litol 法和低温加氢溶剂法.加氢法具有产品质量高、收率高、环境友好、经济竞争力强等优点.

2.2酚油加工

酚类化合物以低级酚为主，主要集中在170 －210℃、210 －230℃的两种馏分中，大约占焦油总量的13.7 % ，一般采用三釜二塔间歇式减压精馏对粗酚进行提取、精馏，得到苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚和二甲酚等产品.

2.3 萘油加工

焦油蒸馏得到的萘油馏分(或混合馏分)是生产工业萘的原料［3］. 一般加工步骤是:含萘馏分→碱洗→酸洗→碱洗→精馏→工业萘.碱洗去除酚类，酸洗脱吡啶碱类，最后碱洗去除游离酸和其它杂质.

现有采用二甘醇进行共沸蒸馏分离甲基萘的方法，产品纯度高，生产成本低. 对于萘、硫茚等物系的分离，先后出现了酸洗法、溶剂法、加氢法、结晶法等，与其他方法相比，结晶法收率高、纯度高、无污染、无腐蚀、投资省.

另外将萘和甲基萘的烷基化，为制取2 ，6 －萘二甲酸提供原料，2，6 －萘二甲酸是一种新的高分子单体，用途广泛，目前主要用于生产比对苯二甲酸乙二醇酯(PET)性能更好的2，6 －萘二甲酸乙二醇酯(PEN)

2.4 洗油加工

洗油中集中了许多重要化合物:甲基萘、苊、芴和氧芴(其数量在煤焦油中占1%以上)，另外还有喹啉、异喹啉、吲哚和联苯等，但由于洗油主要用于焦炉煤气吸苯，所以对洗油的化学利用程度低.

2.5 蒽油加工

Ⅰ－蒽油、Ⅱ－蒽油除生产粗蒽外，主要用做炭黑原料油、燃料油和沥青调合油.

2.6沥青深加工

沥青是煤焦油蒸馏中的残渣，蒸馏条件不同，其产率为50% －60%.沥青是十分复杂的多相体系，约含碳92% －94%，含氢仅为4% －5%，所以它是制取各种炭素材料主要原料.煤焦油沥青的主要用途:生产各种炭素电极的粘结剂和浸渍剂，即电极沥青;针状焦和碳纤维等高技术产品;其他如防水防腐涂料和筑路材料等［3］.

3 目前煤焦油加工中存在的问题与建议

3.1 存在问题

我国在煤焦油加工方面与发达国家相比，仍然存在现有装置规模小，工艺落后，装备水平差，加工深度不够，环境污染严重等问题.原因主要有(1)过多考虑项目投资;耐腐蚀材质、高温运转设备、高温高粘度介质的检测仪表等国内生产厂少;即使是进口国外设备，国内难以维修.(2)焦油加工是高能耗过程. 国内煤焦油深加工在水、蒸汽、煤气消耗方面比国外同等规模企业大.(3)国内只有少数焦油加工装置对放散气进行集中收集处理，大部分企业装置都自由放散.

3.2 改进建议

3.2.1 切忌盲目建设煤焦油加工项目

据初步统计，2005 年底，全国已有煤焦油加工能力540 万t/a.在建或扩建的煤焦油加工能力425 万t/a，规划中拟建的煤焦油加工能力377 万t/a，投产后合计加工能力约1 340 万t/a.如果在建、拟建的项目全部建成投产，煤焦油加工能力将严重过剩.

3.2.2 建设煤焦油加工项目必须考虑规模效益

今后的煤焦油加工装置单套加工能力应该最小在30 万t/a 以上，并向、60 万t/a、100 万t/a 加工装置方向迈进.同时要考虑建设配套的煤焦油下游精细产品加工项目，逐步实现规模化，多样化和经济合理化.

3.2.3 建设煤焦油加工项目前期做好市场调研、选择合理工艺方案、重投资收益比.

首先要对原料、产品进行详细调研，一定要保证原料来源，产品市场前景看好;二是要选用先进、成熟的技术方案，确定经济合理的生产规模;三是投资收益率要高.

3.2.4 建全环保和安全设施

煤焦油加工属于重污染项目，首先配套的环保设施和安全设施，否则将对企业的效益及生存和发展有极大影响.另外，可配套建设铁路专运线保证运输安全.

4 结论

煤焦油加工应重点开展提高产品纯度的研究，提高资源利用率，延伸产品结构，进一步加快引进国外先进技术，提高环保、节能及自动化的装备水平;此外，焦油加工装置的单套处理能力应在30t/a 以上并确保原料充足.开发更多更好的新产品，才能使我国煤焦油加工得到全面发展，资源得到合理利用

［1］何扣宝.我国煤焦油行业的发展方向［J］.上海化工，2007，32(6):22 －25.

［2］潘孔洲，叶煌. 国内外煤焦油加工工艺的比较［J］.燃料与化工，2002，5(33):249 －252.

［3］SchobertHH，Song C.Chemicals andmaterials from coalin the 21st century［J］.Fuel，2005(8):15 －32.