探究乙烯焦油的综合利用

2017-12-27王凯胡滨抚顺齐隆化工有限公司

新商务周刊 2017年15期

文/王凯胡滨，抚顺齐隆化工有限公司

探究乙烯焦油的综合利用

文/王凯胡滨，抚顺齐隆化工有限公司

乙烯焦油是乙烯原料在高温环境中所生成的缩合产物，其具有重金属含量较小、碳氢比较高以及侧链短等特点，但由于目前乙烯焦油的主要作用为燃料油，所以其整体的利用率较低，因而如何提升其利用率就成了乙烯工业面临的首要问题。本文基于乙烯焦油的概况，重点探究了乙烯焦油的综合利用途径，以供参考。

乙烯焦油；综合利用；萘系物

前言

近些年，随着乙烯行业的高速发展，乙烯焦油的产量也在日益提高，因而只有对乙烯焦油进行合理使用，才能充分发挥其应用价值，从而进一步提升乙烯工业的经济效益。可以说，本课题对乙烯焦油综合利用途径的探究，直接影响着乙烯设备装置未来的综合效益，这也是乙烯深加工行业所面临的重要问题之一。

1 乙烯焦油的概况

所谓的乙烯焦油，就是指乙烯裂解原料在经过蒸汽裂解处理后，原料及相关产品高温缩合所生产的产物，其成分较为复杂，其中包括有各种性质的烷烃、芳烃C8-C15、芳烯烃及含氮、硫、氧等多种元素的杂环化合物等等[1]。对乙烯焦油进行沸点切割处理后，其性质以及馏分构成如下所示：乙烯焦油的碳氢比较高，灰分的含量较低，重金属含量极少，其在210℃-230℃的高温环境下的各部分馏分收益效率较高，其次的构成成分就是比重较大的胶质沥青质成分。210℃-230℃的高温环境下，经馏分处理的乙烯焦油含有大量的萘系物，230℃-250℃含有大量的甲基萘，在超过360℃的环境下，经馏分处理的乙烯焦油的碳氢比较高，内部杂质很少，因而分子结构十分紧密，其是用来制备中间相沥青、碳纤维以及针状焦的理想原料。

2 乙烯焦油的综合利用途径

2.1 提炼萘系物

众所周知，萘系物通常应用于药物、溶剂、染料、表面活性剂以及杀虫剂等物质的生产，若能成功实现从乙烯焦油中提炼萘系物及其纯化处理，那么不仅能有效解决我国萘系物供求不平衡的问题，而且也能大大提高乙烯焦油资源的利用效率。相较于提炼于煤焦油的萘系物，从乙烯焦油中所获取的萘系物产品的硫含量很低，因而更适用于经甲基萘或者精萘等物质的生产。根据相关研究显示，可通过应用二甘醇萃取剂，在205-225℃环境中对乙烯焦油进行馏分处理，以此来制取纯度达95%的萘系物，同时可结合应用萃取精馏法，在230-250℃环境中对乙烯焦油进行馏分处理，进而得到纯度达96.73%的β-甲基萘，也可利用3次熔融结晶，在210-230℃环境中对乙烯焦油进行馏分处理，以提取纯度达96.3%的萘系物，此外，在这一过程中，科研人员也探究了结晶的降温时间和速度对于结晶过程的影响作用，以及升温速度和发汗时间对于发汗过程的影响作用。

2.2 制备纤维沥青及碳纤维

由于乙烯焦油的碳氢比较高，因而其是十分理想的纤维沥青和碳纤维的制备原料。在起始阶段，王成杨等研究者应用了AlCl3，将其作为催化剂对乙烯焦油进行改质处理，从而制取了溶解性较高且软化点较低的中间相沥青。之后，李学军等研究者基于430℃的常压环境，再加上惰性气体的保护，实现了乙烯焦油和丁苯橡胶的共炭化处理，该种方式所制备的中间相沥青的组织结构具有流线性和广域性，相较于未经过改性处理所制备的中间相沥青，经过丁苯橡胶改性处理的从乙烯焦油中所制取的中间相沥青的黏度较小、有序性较高且β数值的产出量较大。李光科等研究者基于420℃的常压环境，再加上氮气的保护，对经过改性处理的煤焦油沥青所产出的乙烯焦油进行碳化处理，在这过程中，对改性处理前后期的中间相沥青的分子排列形式和流变性进行分析，得出的结论为经过改性处理的乙烯焦油所制取出的中间相沥青的性能要好于没有经过改性处理的乙烯焦油所制取出的中间相沥青。郑争旗等研究者通过结合应用高温热缩聚工艺和空气氧化交联工艺对乙烯焦油实施改性处理，从而成功制备了一系列软化点各异且纺丝功能优良的改性沥青。朱玉峰所应用的原料为辽化乙烯焦油，经过减压闪蒸、气提以及短途蒸馏等流程制取出了性能良好且软化点超250℃的可适用于沥青基碳纤维生产的可纺沥青。通过调节、纺丝以及碳化等流程可有效将中间相沥青制备为沥青基碳纤维，其不仅比重较轻，而且韧性较强，因而十分适用于纤维复合材料和增强材料的制备，拥有十分光明的市场前景。

2.3 制取活性炭

通过利用乙烯焦油内部所占比重最大的部分制备活性炭，可有效提高乙烯焦油资源的利用效率，其制备方法如下所示：在540℃环境下对乙烯焦油进行馏分处理，可获得碳氢比是0.61、软化点是225℃且碳含量是94%的活性炭沥青，其后将活性炭沥青与增强剂、分散剂、软化剂以及溶剂等进行混合，基于高温高压环境，迅速搅拌混合物使其成为球型，最后让沥青球依次经过氧化、碳化以及活性化等流程，从而制取出灰分含量较低且强度较大的球状活性炭。李泽斯所应用的原料为来自于扬子石化的乙烯焦油，通过结合应用空气氧化工艺与减压蒸馏工艺，以此来制备结构和性质各不相同的沥青，其后基于一定的压力温度环境，对软化点较高的沥青实施迅速的球化处理，使其成为沥青球，最后让沥青球依次经过氧化、碳化以及活性化等流程的处理，从而制取出性能良好的球状活性炭。

2.4 出产石油焦

根据实际的质量，石油焦可有效应用于冶炼、化工以及石墨等多项工业领域。由于乙烯焦油的碳氢比较高而且芳烃含量十分丰富，因而其是十分理想的纤维沥青和碳纤维的制备原料。程相林等研究者通过将废聚苯乙烯和乙烯焦油进行共炭化处理以此来制取针状焦，在这一过程中，研究者也发现中间相沥青中的烷基含量对于针状焦的定向排列结构和热膨胀指数具有决定性作用。李昌源等研究者将乙烯焦油和轻组分油按照1：0.0.5-0.2的比例进行混合，其后将其置入裂化焦化炉中实施蒸馏处理，以此来制备性能好于针状焦的纯度较高的石油焦[2]。