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    煤焦油的加工工藝

    發布時間:2020-06-10  閱讀:1298次
    煤焦油蒸餾前的準備
    1) 貯存及質量均和將粗焦油送入焦油油庫,進行質量均和、初步脫水及脫渣。焦油油庫至少設3個貯槽: 一個接收焦油,一個靜置脫水,一個向管式爐送油,三槽輪換使用。
    2) 焦油脫水
    焦油在蒸餾前必須將水分除去,脫水的焦油可以降低蒸餾過程的熱量消耗,增加設備的生產能力,降低連續蒸餾加熱的系統阻力。
    焦油脫水可分為初步脫水和最終脫水。焦油的初步脫水一般采用加熱靜置脫水法,即焦油在儲槽內用蛇管加熱保溫至80 ℃左右,靜置36 h以上,焦油與水因密度不同而分離。靜置脫水可使焦油中水分初步脫至4%以下。此外,焦油初步脫水還有離心脫水法和加壓脫水法等。
    依據生產規模不同,焦油最終脫水方式主要有間歇釜脫水、管式爐脫水及蒸汽加熱脫水。其中,間歇焦油蒸餾工藝采用間歇釜脫水,連續焦油蒸餾工藝采用管式爐脫水。管式爐脫水法是將經初步脫水的焦油送入管式爐連續加熱到120 ~ 130 ℃,然后送入一次蒸發器( 脫水塔) ,脫除部分輕油和水,可將焦油含水量降至0. 3% ~ 0. 5% 。
    國內的連續式管式爐焦油蒸餾工藝中,絕大多數廠家最終脫水是在管式爐的對流段進行的。
    3) 焦油脫鹽在焦油所含的水分( 稀氨水) 中,少部分氨以NH4OH形式存在,而絕大多數是以銨鹽的形式存在。焦油脫鹽主要是針對銨鹽。銨鹽分為揮發性銨鹽和固定銨鹽。焦油最終脫水階段即可除去揮發性銨鹽,不能除去固定銨鹽。
    這些固定銨鹽在焦油蒸餾階段,可分解產生氨、氯化氫和硫化氫等,嚴重腐蝕設備和管道。同時,銨鹽還會使餾分與水起乳化作用,對萘油餾分的脫酚操作十分不利。因此,焦油必須在蒸餾前進行脫鹽處理。
    在焦油進入管式爐進行最終脫水前,需向其中連續加入質量濃度為80 ~ 120 g /L的Na2CO3溶液,與固定銨鹽中和,生成穩定的NaCl溶液。
    這些鈉鹽在焦油蒸餾時完全殘留在瀝青中變成灰分,每千克焦油中若除去0. 1 g固定銨鹽,瀝青灰分約增加0. 08%,故Na2CO3溶液的加入量要適當。
    焦油蒸餾工藝
    焦油蒸餾的目的是將焦油中沸點接近的化合物集中到相應的餾分中,以便進一步加工分離出單體產品。焦油蒸餾工藝分為間歇式和連續式2種,現代焦油蒸餾均選擇連續式蒸餾。
    已發展到連續常減壓多塔蒸餾。連續式蒸餾具有分離效果好,各餾分產率高,酚和萘可高度集中在一定的餾分中的特點。焦油蒸餾的主要設備有管式加熱爐、一段蒸發器、二段蒸發器、餾分塔。國內外煤焦油蒸餾的工藝大同小異,都是脫水、分餾。
    煤焦油餾分的加工
    1) 輕油餾分輕油為170 ℃前的餾分,產率為無水焦油的0. 4% ~ 0. 8%。常規的焦油連續蒸餾工藝,輕油餾分來源有2處: 一是一段蒸發器焦油脫水的同時得到的輕油餾分,簡稱一段輕油; 二是餾分塔頂得到的輕油餾分,簡稱二段輕油。輕油餾分一般并入洗苯后的洗油或并入粗苯中進一步加工,分離出來苯類產品、溶劑油及古馬隆等。
    2) 酚油餾分酚油餾分為170 ~ 210 ℃餾分,產率為1. 0% ~2. 5%。酚類化合物是煤熱分解的產物,其組成和產量與煤料所含的總氧量、配煤質量及煉焦溫度有關。酚類化合物主要存在于酚油、萘油和洗油餾分中。
    從焦油餾分中提取酚類化合物的工藝包括餾分堿洗脫酚、粗酚鈉的凈化和凈酚鈉的分解等工序。粗酚的精制是利用酚化合物的沸點差異,采用精餾方法加工以獲得酚產品的工藝。粗酚精制的主要產品有苯酚、工業酚、鄰甲酚、工業鄰甲酚、間對混合甲酚、三混甲酚和二甲酚等。粗酚精制的工藝流程有減壓間歇精餾和減壓連續精餾。
    3) 萘油餾分萘油餾分為210 ~ 230 ℃餾分。萘在煤焦油中的含量與煉焦溫度、煤熱解產物在焦爐炭化室頂部空間的停留時間、溫度有關,一般萘在高溫煉焦焦油中的含量約為10% 。
    含萘餾分主要制取工業萘,并可進一步加工成精萘。從萘油餾分中提取萘,普遍采用精餾法。生產工業萘的蒸餾工藝主要有雙爐雙塔、單爐單塔和單爐雙塔加壓連續精餾。
    4) 洗油餾分洗油餾分為230 ~ 300 ℃餾分。產率一般為無水焦油的4. 5% ~ 6. 5% 。洗油餾分主要用于洗滌吸收煤氣中的苯族烴和從中提取喹啉類化合物、酚類化合物、甲基萘、二甲基萘、萘、吲哚、聯苯、苊、氧芴和芴等產品。
    洗油餾分分別用酸和堿洗滌,提取喹啉類化合物和酚類化合物后,在塔板數為60 ~ 70的3個浮閥塔內切取窄餾分。其中,萘油餾分是生產工業萘的原料,脫萘殘油和重質洗油是提取氧芴和芴的原料,甲基萘餾分是提取α -甲基萘和β -甲基萘的原料,輕質殘油和脫苊殘油可混入低萘洗油中提取工業苊,中質洗油可作為回收苯族烴的吸收劑。
    5) 蒽油餾分一蒽油餾分為280 ~ 360 ℃的餾分,產率為16% ~ 22% 。二蒽油餾分初餾點310 ℃,餾出50%時為400 ℃,產率為4% ~ 6% 。粗蒽是蒽油餾分或一蒽油餾分經冷卻、結晶和離心分離后得到的一種黃綠色結晶物。粗蒽生產工藝: 一蒽油傳統的加工工藝是結晶—真空過濾離心法,工序長,生產條件差,F已改用結晶—離心法,并采用臥式刮刀卸料離心機代替間歇式離心機。由一蒽油制取的粗蒽,經過精制得到精蒽、菲、咔唑等重要的化工原料。粗蒽精制的方法有溶劑萃取法,溶劑萃。s法,共沸精餾法,吸附法等。
    6) 煤焦油瀝青煤焦油瀝青是煤焦油蒸餾提取餾分后的殘余物,按照軟化點的高低可分為低溫、中溫和高溫瀝青。煤焦油瀝青是煤焦油加工過程中分離出的大宗產品,占煤焦油的50% ~ 60%,其加工利用水平對整個煤焦油加工工藝至關重要。
    煤焦油瀝青不能用蒸餾而只能用萃取進一步分級。煤焦油瀝青主要用于生產瀝青焦、電極與陽極糊的黏結劑( 改質瀝青)、型煤黏結劑、筑路瀝青、各種瀝青防腐漆等。
    中溫瀝青經改質處理可生產改質瀝青,進而生產電解鋁行業預焙陽極塊及電爐煉鋼石墨電極等。改質瀝青生產技術主要有氧化熱聚法、加熱聚合法、加壓熱聚處理法、呂特格熱聚合法及Cherry - T法( 簡稱C - T法,以煤焦油為原料)。
    煤焦油加氫改質
    中低溫煤焦油適合加氫改質生產車用發動機燃料油和化學品。隨著國際油價的飛漲,由煤焦油加氫生產柴油、汽油等車用發動機燃料油日益受到關注,國外某些石油資源短缺的國家已在籌備大規模的蘭炭生產項目,利用副產的煤焦油加氫生產柴油和汽油。加氫改質反應是在高壓、有氫及催化劑存在的條件下發生的反應。主要目的是除去油品中的硫、氧、氮、金屬雜質和使烯烴飽和,改變油品的穩定性、顏色、氣味、燃燒性能等,以達到改變油品性質、提高使用價值的目的。
    原有的煤焦油加氫技術具有一定缺陷,如煤焦油利用率低、工藝流程較復雜、對原料油有一定的限制等。2010年煤炭科學研究總院借鑒煤直接加氫液化工藝技術和石油渣油加氫工藝技術,提出了一種非均相催化劑的煤焦油懸浮床。
    漿態床加氫工藝及配套催化劑技術,該技術具有煤焦油利用率高、輕油產品收率高等突出優點,是中低溫煤焦油加工技術的發展方向。
    高溫煤焦油加氫制燃料油比中低溫煤焦油加氫難度大,在國內還處于工業化初級階段。對于高溫煤焦油的加氫,必須將加氫精制和加氫裂化相結合,才可以得到較高的燃料油收率。

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