低溫煤焦油的綜合利用

孟宇 朱仕元 高平強(qiáng)

Comprehensive Utilization of Low Temperature Coal Tar

MENG Yu? ZHU Shi-yuan GAO Ping-qiang

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，低溫煤焦油的綜合利用問(wèn)題也漸漸引起了相關(guān)人士的重視。然而，在綜合利用的實(shí)踐過(guò)程中，由于受到了各類(lèi)因素的影響，很多企業(yè)往往都會(huì)將煤焦油堆積在煤氣站，不僅未發(fā)揮其利用價(jià)值，還影響了站區(qū)環(huán)境，部分企業(yè)將低溫煤焦油出售給相關(guān)人士用作燒磚瓦的材料，由于燒瓦窯不具備較好的燃燒條件，往往會(huì)在對(duì)煤焦油進(jìn)行燃燒的過(guò)程中污染環(huán)境。據(jù)此，本文分析了相關(guān)問(wèn)題，希望能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)有所裨益。

Abstract： With the development of China's economy and the progress of society， the comprehensive utilization of low-temperature coal tar has gradually attracted the attention of relevant people. However， in the practice of comprehensive utilization， due to various factors， many enterprises often accumulate coal tar in the gas station， which not only fails to exert its use value， but also affects the environment of the station area. Some enterprises sell the low temperature coal tar to the relevant people for the use of materials for burning bricks. Since the burning kiln does not have good combustion conditions， it often pollutes the environment during the combustion of coal tar. Based on this， this paper analyzes related issues and it is hoped that this paper can provide some reference for related people.

關(guān)鍵詞：低溫;煤焦油;綜合利用

Key words： low temperature;coal tar;comprehensive utilization

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ522.63? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）32-0265-02

0? 引言

在很多時(shí)候，企業(yè)對(duì)煤焦油的處理方式都不夠合理，除了煤焦油的少部分物質(zhì)被利用外，其他部分當(dāng)在煤氣站內(nèi)堆放，不僅僅減少了用地面積，同時(shí)還對(duì)地區(qū)環(huán)境造成了污染，不利于可持續(xù)發(fā)展理念在現(xiàn)實(shí)情況中的落實(shí)。實(shí)際上，低溫煤焦油具備被綜合利用的價(jià)值，從其組成部分來(lái)看，無(wú)論是環(huán)烷烴還是脂肪烴，亦或是酚屬烴、酚屬烴等都需要包括在其中，這些物質(zhì)大多數(shù)都具有一定的利用價(jià)值，所以，相關(guān)人士需要掌握對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行綜合利用的方式，減少對(duì)環(huán)境的污染，間接提升經(jīng)濟(jì)效益，降低成本。本文對(duì)低溫煤焦油的綜合利用問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了利用措施，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行綜合利用的意義

想要對(duì)整體問(wèn)題進(jìn)行研究，就必須要在一定程度上對(duì)綜合利用低溫煤焦油的意義進(jìn)行明確，作為煤氣化過(guò)程中的副產(chǎn)品之一，其主要在煉焦過(guò)程中得以產(chǎn)生，雖然我國(guó)并沒(méi)有在實(shí)際情況中制定與低溫煤焦油加工利用有關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，但是低溫煤焦油確實(shí)具有被利用的必要性。如果不能夠?qū)Φ蜏孛航褂瓦M(jìn)行利用，就會(huì)在浪費(fèi)資源的基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，這也是對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行綜合利用的意義之一。

目前，對(duì)低溫煤焦油的利用部分往往只限于蒸餾煤焦油后得出的輕餾分油，主要用于對(duì)汽柴油進(jìn)行調(diào)和，除此之外，剩余的大部分低溫煤焦油僅僅是被拋棄或者被堆積起來(lái)。相比較于高溫煤焦油，低溫煤焦油無(wú)論是在成分方面還是在性質(zhì)方面都有所不同，尤其其尚未被二次熱解處理，因此低溫煤焦油存在著較多的輕組分，如果可以進(jìn)行具體開(kāi)發(fā)就能夠從低溫煤焦油中提取出清潔的油品，這類(lèi)油品可提升煤炭資源的利用率，彌補(bǔ)我國(guó)石油資源的不足。眾所周知，我國(guó)的煤炭資源較多，但石油資源較少，尤其是在人們消費(fèi)需求日漸擴(kuò)大的背景下，我國(guó)缺油的劣勢(shì)體現(xiàn)的更加明顯，如果能夠?qū)Φ蜏孛航褂瓦M(jìn)行具體處理，就可以較好的解決這一問(wèn)題，所以，對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行綜合利用具有著較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

據(jù)相關(guān)研究顯示，為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)對(duì)石油的需求，未來(lái)我國(guó)還會(huì)持續(xù)增加原有進(jìn)口量，這也會(huì)直接提升我國(guó)對(duì)外的依存度，不利于國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的提升，甚至可能會(huì)降低我國(guó)的能源安全水平，在這樣的情況下，需要對(duì)能夠替代石油的能源進(jìn)行明確利用。由于對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行加氫處理后可以生產(chǎn)柴油以及汽油，所以低溫煤焦油成為了適合替代石油的能源，應(yīng)引起人們的重視。如今低溫煤焦油仍然在被當(dāng)做燃料進(jìn)行燃燒，導(dǎo)致這類(lèi)資源被浪費(fèi)，所以我國(guó)相關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)低溫煤焦油綜合利用問(wèn)題的關(guān)注，減少因燃燒低溫煤焦油造成環(huán)境污染的問(wèn)題發(fā)生，提升低溫煤焦油的利用效率，提高低溫煤焦油的利用經(jīng)濟(jì)性。

2? 低溫煤焦油的綜合利用方法

2.1 加氫處理方式

對(duì)低溫煤焦油的綜合利用應(yīng)以加氫處理為主。正如前文所說(shuō)，我國(guó)的石油資源較少，尤其是在人們消費(fèi)需求日漸擴(kuò)大的背景下，我國(guó)缺油的劣勢(shì)體現(xiàn)的更加明顯，如果能夠?qū)Φ蜏孛航褂瓦M(jìn)行具體處理，就可以較好的解決這一問(wèn)題，對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行加氫處理后可以生產(chǎn)柴油以及汽油，所以低溫煤焦油成為了適合替代石油的能源，由此可見(jiàn)，在低溫煤焦油中加氫是對(duì)其進(jìn)行綜合利用的最好方式，同時(shí)這一工藝路線(xiàn)也是對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行處理的主要手段之一。

低溫煤焦油具備被綜合利用的價(jià)值，其組成部分包括環(huán)烷烴、脂肪烴、酚屬烴、酚屬烴等，對(duì)其進(jìn)行加氫處理的目的在于使低溫煤焦油中的各物質(zhì)呈現(xiàn)出飽和的狀態(tài)，之后通過(guò)加氫可分解不同的低分子量飽和烴。從工藝路線(xiàn)的角度來(lái)看，對(duì)低溫煤焦油的加氫處理過(guò)程包括三種不同的類(lèi)型，首先為燃料型，其次為燃料化工型，最后為燃料潤(rùn)滑油型，不同的加工路線(xiàn)可產(chǎn)出不同的能源，在對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)在明確原料組成性質(zhì)的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況及焦油的預(yù)期利用途徑進(jìn)行具體實(shí)踐。

先從燃料型處理方式的角度來(lái)看，其能夠?qū)⒌蜏孛航褂吞幚沓蔀槊河汀⒉裼偷鹊?，目前我?guó)有少數(shù)的低溫煤焦油加工廠(chǎng)通過(guò)燃料型方式對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行了處理，將其水分脫出后，剩下的殘?jiān)氲骄s塔進(jìn)行處理，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)加氫精制的方式分離得出柴油。雖然我國(guó)如今進(jìn)行掌握了對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行燃料型處理的方式，但是其效率不高，適應(yīng)性不強(qiáng)，因此并未得到普及，也不具備較強(qiáng)的可行性。

從燃料化工型的處理路線(xiàn)來(lái)看，其能夠?qū)⒌蜏孛航褂吞幚沓蔀椴裼?、煤油等等，除此之外，還可以對(duì)酚類(lèi)化合物進(jìn)行生產(chǎn)，另外從石腦油中對(duì)芳烴組分進(jìn)行抽提也可以將低溫煤焦油制作成為很多資源，目前，國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家普遍掌握了燃料化工型處理方式，其采用燃料化工型的路線(xiàn)生產(chǎn)出來(lái)很多產(chǎn)品，例如，通過(guò)處理低溫煤焦油得出汽油，應(yīng)用于航空燃料中;通過(guò)處理低溫煤焦油得出柴油，將其用于公共汽車(chē)領(lǐng)域;通過(guò)處理低溫煤焦油得出燃料油，具體用途為加熱燃料;通過(guò)處理低溫煤焦油得出瀝青，主要當(dāng)做筑路油、黏結(jié)劑等進(jìn)行使。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)也加強(qiáng)了對(duì)低溫煤焦油燃料化工型處理方式的研究，完善了基本的工藝流程，通過(guò)對(duì)低溫煤焦油中的餾分進(jìn)行加工獲得了基本的酚類(lèi)化合物，通過(guò)加氫反應(yīng)獲取了石油成分，以此來(lái)對(duì)燃料進(jìn)行替代。從目前的情況來(lái)看，燃料化工型路線(xiàn)與低溫煤焦油的組成、性質(zhì)較為合適，具有處理可行性，應(yīng)引起相關(guān)人士的重視。

從燃料潤(rùn)滑油型的處理路線(xiàn)來(lái)看，除了能夠?qū)Ω黝?lèi)燃料油進(jìn)行生產(chǎn)之外，還可以通過(guò)低溫煤焦油對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油進(jìn)行生產(chǎn)，目前對(duì)低溫煤焦油的處理方式還不夠精細(xì)，因?yàn)槿剂蠞?rùn)滑油路線(xiàn)對(duì)低溫煤焦油的蠟油含量要求較高，應(yīng)在不斷的實(shí)踐中得出最適合的處理方案。

2.2 精細(xì)化工利用方式

低溫煤焦油的精細(xì)化工利用路線(xiàn)就是對(duì)低溫煤焦油的組成部分進(jìn)行分離處理，當(dāng)?shù)蜏孛航褂偷慕M成部分具備單體的特征后，就可以對(duì)其進(jìn)行利用。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有掌握低溫煤焦油的精細(xì)化工處理路線(xiàn)，只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的低溫煤焦油處理工廠(chǎng)掌握了具體的技術(shù)，在此對(duì)其主要產(chǎn)品進(jìn)行列舉，可為相關(guān)人士對(duì)低溫煤焦油的研究提供理論依據(jù)。

在精細(xì)化化工利用路線(xiàn)中，可生產(chǎn)包括二甲酚、酚油在內(nèi)的各類(lèi)資源。主要產(chǎn)品為：二甲酚，用于對(duì)殺蟲(chóng)劑、消毒劑等等進(jìn)行制造，還可以用于藥品、樹(shù)脂的制造當(dāng)中;酚油，其具有高烷苯酚的成分，主要用于對(duì)消毒劑進(jìn)行制作;脫酚油，主要用于制作生化殺蟲(chóng)劑，除此之外，農(nóng)用殺菌劑的具體溶劑也需要包括在其中;重油，主要應(yīng)用于筑路油的制造過(guò)程中，也可以制作成為燃料油;瀝青，其基本的性能、組分與石油瀝青基本相同，應(yīng)用于防水領(lǐng)域具有一定的價(jià)值。

之所以在國(guó)內(nèi)二甲酚的精細(xì)化工路線(xiàn)并未得到廣泛重視，主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行研究的相關(guān)機(jī)構(gòu)較少，所以技術(shù)水平較為落后，除此之外，煤低溫處理發(fā)展速度較慢，這也間接導(dǎo)致煤低溫處理的副產(chǎn)物-低溫煤焦油受到了很多人的忽視。但無(wú)論如何，都應(yīng)該細(xì)致的加強(qiáng)對(duì)低溫煤焦油問(wèn)題的分析，盡最大努力在現(xiàn)實(shí)情況中提升低溫煤焦油的綜合利用水平。

2.3 延遲焦化利用方式

延遲焦化主要就是以低溫煤焦油為基本的原料，在500℃左右的高溫環(huán)境下促使低溫煤焦油產(chǎn)生深度熱裂化反應(yīng)，這類(lèi)裂解反應(yīng)可以對(duì)低溫煤焦油的部分性質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而得出輕質(zhì)油品以及氣體烴。與此同時(shí)，在縮合反應(yīng)的影響下，低溫煤焦油的另一部分很容易轉(zhuǎn)化為焦炭，從而在實(shí)際情況中進(jìn)行再利用。

作為石油化工行業(yè)最為成熟的技術(shù)之一，通過(guò)延遲焦化的方式對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行處理能夠在降低技術(shù)投資的基礎(chǔ)上提升低溫煤焦油的利用效率，進(jìn)而降低成本，為低溫煤焦油的綜合利用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體的說(shuō)，在石油工業(yè)中，低溫煤焦油是密度最大的資源類(lèi)型之一，此外，其灰分與粘度都高于金屬的渣油，因此通過(guò)延遲焦化技術(shù)可以較好的處理低溫煤焦油。雖然在國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界很少有學(xué)者對(duì)低溫煤焦油的綜合利用問(wèn)題進(jìn)行研究，但通過(guò)具體的搜索，仍然整理了一些相關(guān)的資料，有研究做出實(shí)驗(yàn)，在通過(guò)延遲焦化技術(shù)對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行了處理后，可得到焦化氣體及焦化液體，整體的操作過(guò)程如下：

第一步，對(duì)預(yù)熱爐、加熱爐進(jìn)行升溫處理，運(yùn)用水泵對(duì)焦炭塔進(jìn)行升溫。第二步，設(shè)定數(shù)值，在溫度達(dá)到數(shù)值后按照具體操作規(guī)范完善水油比例。第三步，將材料投入到其中，焦化完成后低溫煤焦油可被處理為焦炭、輕質(zhì)油品等等?？偠灾瑖?guó)內(nèi)對(duì)低溫煤焦油的綜合利用水平還不夠高，相關(guān)工作人員還需要在工作實(shí)踐中不懈的對(duì)其進(jìn)行分析。

3? 結(jié)論

綜上所述，在煤氣站對(duì)煤氣進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，低溫煤焦油往往會(huì)被凈化、回收，作為一種優(yōu)質(zhì)的化工原料，其還可以在現(xiàn)實(shí)情況下發(fā)揮工業(yè)燃料的作用，詮釋其回收利用的價(jià)值。然而，在綜合利用的實(shí)踐過(guò)程中，由于受到了各類(lèi)因素的影響，很多企業(yè)往往都會(huì)將煤焦油堆積在煤氣站，不僅未發(fā)揮其利用價(jià)值，同時(shí)還影響了站區(qū)的環(huán)境，部分企業(yè)將低溫煤焦油出售給相關(guān)人士用作燒磚瓦的材料，而由于燒瓦窯不具備較好的燃燒條件，往往會(huì)在對(duì)煤焦油進(jìn)行燃燒的過(guò)程中污染環(huán)境。所以，相關(guān)人士需要掌握對(duì)低溫煤焦油進(jìn)行綜合利用的方式，減少對(duì)環(huán)境的污染，間接提升經(jīng)濟(jì)效益，降低成本。

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基金項(xiàng)目：陜西省科技廳創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃項(xiàng)目：2018KJXX-078;榆林市產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目：2016CXY-01;榆林學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金（項(xiàng)目編號(hào)：17GK12，17GK13）。

作者簡(jiǎn)介：孟宇（1988-），男，陜西神木人，講師，博士，研究方向?yàn)楣I(yè)催化。