高温煤焦油深加工现状分析_韩兵

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高温煤焦油深加工现状分析

韩　兵，李　慧，董丽坤，方　懿

）（乌海职业技术学院，内蒙古乌海市　０１６０００

本文介绍了高温煤焦油的特性，分析了国内高温煤焦油深加工的现状与国外之间的差别，　　摘　要：

并展望了煤焦油加工的发展。

关键词：高温煤焦油；深加工；技术；前景

（）５２４　　文献标识码：００６—７９８１２０１５１６—０００７—０２ＴＱＡ　　文章编号：１　　中图分类号：

气化过程中产生的黑褐　　煤焦油是煤炭在干馏、

色、具有刺激性臭味、黏稠状的液体，产率约占干煤根据焦化温度不同，煤焦油包括低温的３％～４％，

煤焦油、中低温煤焦油、中温煤焦油、高温煤焦油四大类。低温煤焦油，焦化温度在４５０～６５０℃之间，由煤经过低温干馏而得，是人造石油来源之一，其密

３

／之间；度在０．中低温煤焦油，是煤气９５～１．０ｇｃｍ

深加工产生的煤焦油馏分产品具有更强的市场竞争力；所以，我国的煤焦油加工行业有必要应用新工艺、新技术，从煤焦油中提取可满足市场需求的各类贵重化工产品，不仅可提高了产品附加值，以实现了资源综合利用，而且可以明显增强经济效益、社会效益、环境效益。

１　煤焦油深加工现状

德国是最早利用煤焦油的国家，它们投入相当大的力量，积极开发与完善加工新技术，扩大产品品种，提高产品的质量等级。国外工艺相比国内呈现出大型化、多样性等特点，其加工深度及精度均优先于国内，主要体现在加工企业规模大、工艺技术先进、产品多、纯度高等方面。就我国而言，现在每年的煤焦油产量就很大，而且个别煤焦油加工企业的年产量也是非常的大，这些企业的煤焦油加工技术也很成熟，但普遍存在一个问题，那就是技术含量不高，基本上都是一些简单的工艺，产品的附加值很低。总体来说，没有达到精细型加工技术，而是粗放型加工技术。我国的煤焦油深加工技术不是特别发

２］

。达，有很大的进步空间［

是制取煤气发生炉在６００～８００℃之间产生的焦油，

的副产物，它是一种混合产品，既有低温煤焦油，又有中温煤焦油，是通常所说的既有重油又有轻油；中低温煤焦油，是煤气发生炉在９００～１０００℃之间产生的焦油，通常也是燃烧煤炭产生的，是制取半焦或

３

／左右；高温者蒸汽的副产物，其密度在１．０５ｇｃｍ

煤焦油，是煤焦化在高温１组０００℃分解下的产物，分含量复杂，目前市场上深加工较多的是高温煤焦／油，主要是提炼各种化合物，其密度在１．１５～１．２ｇ

３

之间。ｃｍ

高温煤焦油主要由苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳

烃组成的混合物，其成分达上万种，组成极为复杂。这种复杂混合物绝大部分是由芳香族化合物组成的，组分可达上万种，得到分离并已认定的单种化合是很多物约为５约占煤焦油量的５００种左右，５％，稠环化合物和含氧、氮、硫的杂环化合物的主要来源。煤焦油中很多化合物可以作为塑料、染料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、耐高温材料甚至国防工业的贵重原料，也有一部分是石油加工业无法生产

１］

。和替代的多环芳烃化合物［

１．１　煤焦油传统蒸馏工艺

现在国内的某些煤焦油企业的煤焦油深加工技

３］

。术有以下几种工艺：常压法、减压法或常减压法［

常压法连续蒸馏分为一塔式连续蒸馏流程、二塔式连续蒸馏流程，通过控制塔板温度可切取不同馏分的焦油组分。煤焦油蒸馏分离可以得到轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油和沥青，将这些组分进行深加工提纯，得到的产品广泛应用于塑料、涂料、合成纤维、合成橡胶、医药、农药、精细化工和耐高温材料等领域。

国内外普遍看重的是煤焦油深加工的精制产品，而且随着我国经济、科学技术的发展，传统的煤焦油加工产品开发出现新的需求，而且采用新技术

＊

收稿日期：２０１５－０５－１５

，作者简介：韩兵（男，内蒙古人，研究生学位，乌海职业技术学院化工系教师，从事煤化工教学与科研工作。１９７８－）

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内蒙古石油化工　　　　　　　　　　２０１５年第１６期　

均较高。

２．３　洗油

洗油是煤焦油在２约占粗３０～３００℃的馏分段，焦油的９％。其主要是中性组分（约占９其余０％），是碱性、酸性组分，富含萘、α－甲基萘、β－甲基萘、联苯、喹啉、苊、芴、吲哚等宝贵的有机化工原料，这些产品均具有广阔的后续开发前景。

２．４　蒽油

蒽油是煤焦油在３约占粗００～３６０℃的馏分段，焦油的２菲３％。其主要成分为蒽（３０％～４０％）、（它们都是２０％～３０％）和咔唑（１５％～２０％），

合成精细化学品的重要中间体。我国蒽油主要用于生产炭黑、燃料油或深加工提取蒽和咔唑等。蒽油作为煤系燃料油的主要调配油之一，长期以来受重油价格影响较大。

２．５　煤沥青

煤沥青作为煤焦油蒸馏中的残渣，因蒸馏条件不同，产率一般为５０％～６０％。煤焦油沥青是十分复杂的多相体系，含碳质量分数９含氢２％～９４％，

所以它是制取各种炭素材仅为质量分数４％～５％，

料不可替代的原料。我国长期以来，煤沥青主要用

于制备成型碳材料（炭素制品）的黏结剂，主要是其次是金属硅、电解铝和电炉炼钢用石墨电极领域，黄磷、刚玉、硬质合金等领域。

２．６　煤焦油加氢制取燃料油

近年来新兴的高温煤焦油加氢制取燃料油技术开辟了提高其附加值的新途径，该技术是在高温、高压和氢气存在的条件下，在催化剂床层上对高温煤焦油进行加氢反应，改变其分子结构，并脱除Ｏ、Ｎ、

从而获得汽油、柴油、煤油等燃料油品。Ｓ等杂原子，

高温煤焦油加氢制取燃料油比中低温煤焦油加氢难度大，必须将加氢精制和加氢裂化相结合，才可以得

达到效益的最大化。到较高的燃料油收率，

３　与国外先进国家之间的差距

我国的高温煤焦油加工设备技术有待提高。世界最大单套煤焦油蒸馏装置的加工能力已达到了７０／。国内新建的大型煤焦油蒸馏设备单套处理万ｔａ

，能力虽然已达到５但是大多采用国外引进０万ｔ／ａ基本技术和国内联合设计的方案，投资费用比较高。

我国的高温煤焦油深加工产品附加值相对低，精细化程度不够。国外煤焦化工已基本淘汰粗加工模式，大通过进口煤量焦化厂关闭的同时加大技术开发力度，焦油初级产品生产精细化工产品并出口，以获得巨额利润。以日本住金化学公司为代表，仅对煤焦油中的纯化物进行提纯或延伸，试制和生产的产品有哇啉及衍生物有１８０多种。如酚类衍生物有２１种，

减压法蒸馏煤焦油时焦油预热器软沥青换热器

在塔内闪蒸出大加热到１２０～１３０℃进入预脱水塔，部分水分和少量轻油。预脱水塔底的焦油自流入脱

水塔，蒸汽同轻油气从塔顶逸出，经轻油冷凝冷却器、轻油分离器得到氨水和轻油馏分。脱水塔顶部送入轻油回流，脱水塔底无水焦油经重沸器循环加供给脱水塔所需热量，一部分无水焦油经软沥青热，

换热器和管式炉加热到３３５℃进入主塔。主塔顶逸出的酚油馏分蒸气，经酚油冷凝器和冷却器得到酚一部分作回流送入主塔顶部。从塔的侧线油馏分，

分别切取萘油馏分、洗油馏分和蒽油馏分。常减压法蒸馏煤焦油工艺主要包括常压脱水塔部分，常压主塔部分，减压沥青塔部分，主塔及沥青塔加热炉部分。原料焦油经换热后进入脱水塔，脱水塔塔顶采出轻油馏分和水；脱水塔塔底焦油经换热后进入馏分塔；馏分塔塔顶采出酚油馏分，测线采出混油馏分，送洗涤及工业萘蒸馏工序进行进一步加工，塔底采出沥青制品。沥青质品送入减压蒸馏塔进行负压蒸馏，塔顶或者测线采出重油馏分，塔底采出沥青。

１．２　煤焦油萃取分离工艺

煤焦油萃取工艺是利用不同焦油煤焦油萃取工艺是利用不同焦油组分在选定溶剂中溶解度的不同，实现分离的工艺方法，既能满足传统的低温操）作，最重要的是又能除去煤焦油中喹啉不溶物（ＱＩ，ＱＩ的含量对煤焦油的下游高附加值产品的加工处理有很大的影响，传统的热熔、沉降和离心处理方式又由于物料粘度较大而达不既浪费了能耗和工时，到理想的效果，而萃取分离不仅达到分离煤焦油组而且又降低了物料粘度便于脱除焦油中分的目的，

４］

，。的Ｑ具有明显的工艺优势［Ｉ２　煤焦油深加工技术现状２．１　酚油

酚类化合物以低级酚为主，主要集中在１７０～大约占煤焦油总量２１０℃、２１０～２３０℃两种馏分中，的１精馏３．７％。国内多采用常压脱水－减压脱渣、工艺，获得的酚类产品质量较差。

２．２　萘油

萘油是沸点在２约占１０～２３０℃的粗焦油馏分，

先后出现了酸洗法、溶９％。对于萘油的加工分离，

剂法、加氢法、结晶法等。酸洗法由于腐蚀严重，且废酸难以处理，所以正趋于淘汰；结晶法设备和操作比较简单，产品含硫质量分数０．收２５％～０．３０％，率在９连续式加氢精制法，产品质量优１％～９２％；

－６

，良，含硫量一般小于质量分数１萘的收率００×１０（包括四氢萘）＞９但基建投资和操作费用９．５％，

０１５年第１６期　　　　　　　　　　　　内蒙古石油化工　２

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特低渗透油藏空气泡沫驱实践

赵向宏，段文标，金栓联

）（长庆油田分公司勘探开发研究院；低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安　７１００１８２．１．

通过天然岩心的串、并联，室内模拟非均质油层空气泡沫驱，实验表明，当水驱含水９８％时　　摘　要：

特别是并联时相对渗透率较低的岩心，转空气泡沫驱，可提高驱油效率２产出液含水可降２．９％～３０％，３３／／，气液比１∶１～１∶１．矿场试验表明，油井含水下降，当保持日注气２产低２ｄｄ８．４％；４ｍ２ｍ５时，～３油量稳中有升，有效地改善了特低渗油层动用状况，且安全运行，展示了其提高采收率的可行性。

关键词：特低渗油藏；空气泡沫；驱油效率；注入参数；采收率（）Ｅ３５７．４６９　　文献标识码：００６—７９８１２０１５１６—０００９—０２ＴＡ　　文章编号：１　　中图分类号：

＋

空气－泡沫驱提高采收率技术得到了　　近年来，

国内外石油公司的普遍重视。空气驱泡沫驱，用泡

“，边调边驱”具有沫作为调剖剂，空气作为驱油剂，调剖和驱油的双重功能，克服了空气驱“气窜”的缺

点。尤其适用于高含水非均质严重、存在裂缝或大

１～５］

，是提高油藏采收率的一项新技术。孔道的油藏［

１　两组渗透率相近岩心串联１．

－３２

、串联两块岩心渗透率分别为４．ｍ０５８×１０μ

－３２

，孔隙度分别为１串５．ｍ１２７×１０２．１％、１３．２％，μ

－３２

，孔隙度１联后渗透率４．注入ｍ５８２×１０２．６％，μ

／水驱至含水９转注空气速度为０．２ｍｌｍｉｎ，８％时，

１　空气泡沫驱室内驱油实验

／依据国家标准ＧＢＴ７４６２－９４筛选出起泡剂　

，稳泡剂为阴离子型为阴离子型表面活性剂（ＥＣ）Ａ

。试验用现场原油高分子聚合物（分子量１２００万）；实验用水为配制的模拟地层原油，粘度１．４５ｍＰａ．ｓ／试验温度为地层温度模拟取样水，矿化度４８．６Ｌ，ｇ岩心为该区天然岩心。０℃。实验过程采用恒速法，５

通过室内不同岩心渗透率串联及并联，试图模拟非均质油层空气泡沫驱效果。

泡沫驱至实验结束，实验过程中油、水、压力计量，计算驱油效率。

含水９岩心水驱无水期驱油效率为１９％，８％

时，驱油效率４转注空气泡沫驱后，驱替压力０．２％，，含水下降至最低９由１０ＭＰａ上升至１７．４ＭＰａ２％，

驱油效率增加为３最终驱油效率为７０．２％，０％。１．２　两组渗透率差异性较大的岩心并联

－３２

和３．两组岩心渗透率分别为１．ｍ６８２×１０μ

－３２

，孔隙度分别为１先ｍ６１８×１０３．４％、１３．４５％，μ每次注水驱至含水１注入空气泡沫驱段塞，００％后，

櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆萘衍生物有６益和社会效益。２种，０种。德国煤化工技术储备可３

供自身使用３０年不落后。与我国同为发展中国家的南非也结合国情，引进技术，建立了完全可以与石油化工相抗衡的煤化工产业，年销售额达７２亿美元，成为该国的支柱产业，煤焦化产业在其中占据相当重要的地位。

４　结束语

，我国高温煤焦油深加工的发展进入“十二五”

煤焦油深加工正面临产业升级，淘汰粗放型的发展模式，向集中化、规模化、专业化、清洁化方向发展。对于高温煤焦油加工企业，发展的关键在于不断提高资源的利用率及不断提高产品的附加值，继续加大对洗油、蒽油、萘油和酚油中有价值组分的工业化提取，加大对煤沥青的开发利用，降低生产成本，降低焦油加工过程中的能源消耗，获得显著的环境效

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收稿日期：２０１５－０７－２８