淺談煤焦油深加工及加氫工藝

孟凡凱 馬學(xué)成

摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)的技術(shù)水平都得到了明顯的提升。本文我們談到的是煤焦油深加工及加氫工藝，所謂煤焦油，就是煤的副產(chǎn)物，煤焦油是在煤的高溫焦化和氣化過(guò)程中產(chǎn)生的。焦油中含有大量元素，如萘、苯酚和蒽等元素，可通過(guò)蒸餾、結(jié)晶和其他工藝提取，如果剩余的物質(zhì)直接燃燒，就會(huì)產(chǎn)生一氧化氮等有毒氣體，那么如何處理大量的煤焦油就成了化工行業(yè)一直思考的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：煤焦油;深加工;加氫工藝

引言：作為世界上人口眾多的國(guó)家，我國(guó)對(duì)煤炭的需求量和使用量都很高。多年來(lái)，煤炭的合理利用率并沒有達(dá)到一個(gè)很可觀的狀況，是因?yàn)槊禾康母碑a(chǎn)物煤焦油沒有合理的應(yīng)用，從而形成資源浪費(fèi)的情況，所以本文針對(duì)煤焦油深加工以及加氫工藝進(jìn)行分析，并合理對(duì)煤焦油進(jìn)行處理。

1.加氫工藝技術(shù)概述

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，節(jié)能環(huán)保不再是口號(hào)，煤焦油的再利用越來(lái)越受到人們的關(guān)注。通過(guò)化學(xué)技術(shù)利用煤焦油的活性成分是每個(gè)化學(xué)工作者都應(yīng)該考慮的問(wèn)題。該行業(yè)采用的深加工技術(shù)其中包括使用常壓蒸餾技術(shù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是低能耗和各種物質(zhì)的低排放。加氫工藝是在深加工的基礎(chǔ)上加氫改質(zhì)，其目的是確保煤焦油中的廢物達(dá)到二級(jí)利用水平。例如，加熱油和氫化蠟油通過(guò)水合過(guò)程，這不僅合理利用了資源，而且實(shí)現(xiàn)了能源供應(yīng)的多樣化。將煤焦油制備和水化的具體過(guò)程進(jìn)行分析，該工藝采用先進(jìn)的常壓蒸餾技術(shù)，方便操作以及能夠檢測(cè)出問(wèn)題等特點(diǎn)。并且利用該技術(shù)不僅提升了酚的回收率，以獲得各種指數(shù)的芳烴混合物、氫化蠟油和氫化加熱油。自1935年我國(guó)工業(yè)化以來(lái)，餾分脫酚技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)相對(duì)成熟，具有可操作性。該工藝操作條件和工藝流程簡(jiǎn)單。首先生成酚鈉，之后再將酚鈉溶于水，并通過(guò)油水分離技術(shù)將酚脫離出來(lái)，需要強(qiáng)調(diào)的是該技術(shù)中使用的堿通常是百分之十的氫氧化鈉。這就是為什么油水轉(zhuǎn)化為蒸汽制氫在生產(chǎn)成本和投資成本方面具有巨大優(yōu)勢(shì)，其次是甲醇轉(zhuǎn)化為蒸汽制氫，而電解制氫顯然處于劣勢(shì)。油水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的部分投資相對(duì)較高。將氫氣轉(zhuǎn)化為相同尺寸和負(fù)荷的甲醇蒸汽的過(guò)程僅占油水的40%，而制氫過(guò)程介于兩者之間。油水蒸汽制氫裝置受天然氣供應(yīng)限制，裝置難度較大;氫電解裝置和甲醇蒸汽生產(chǎn)裝置的施工現(xiàn)場(chǎng)幾乎沒有限制。

2.煤焦油深加工具體技術(shù)

2.1蒸餾技術(shù)

煤焦油蒸餾技術(shù)包括所有餾分的氣化和焦油的連續(xù)蒸餾。根據(jù)蒸餾的數(shù)量和壓力進(jìn)行處理，常壓蒸餾工藝、三種混合餾分的生產(chǎn)和切割工藝以及高效短程蒸餾技術(shù)在中國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)具有工藝成熟、技術(shù)可靠、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，它不僅簡(jiǎn)化了清洗操作，而且提高了蒸餾的濃度（高達(dá)65%左右），不僅提高了蒸餾的產(chǎn)量，還生產(chǎn)出了高品質(zhì)的苯酚加熱油。如前所述，萘、苯酚、蒽和其他物質(zhì)可以通過(guò)蒸餾和結(jié)晶從碳醚中獲得，這表明蒸餾過(guò)程對(duì)于碳醚深加工的重要性。與我國(guó)目前的煤焦油蒸餾工藝相比，高效斜板塔蒸餾技術(shù)有很多發(fā)展方向，該技術(shù)具有使用歷史長(zhǎng)、操作方便、技術(shù)成熟可靠等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)不僅提高了苯酚的回收率，而且還可獲得高酚和低酚含量的燃料。粗酚精制利用酚類化合物的沸點(diǎn)，通過(guò)蒸餾將粗酚轉(zhuǎn)化為粗酚產(chǎn)品。粗酚的脫水、除渣和精餾，每個(gè)塔在減壓下工作，當(dāng)使用高效容器時(shí)，聯(lián)苯胺的回收率超過(guò)61%，

2.2蒸餾脫酚技術(shù)

在蒸餾過(guò)程中，可以回收大量苯酚，但苯酚還含有其他雜質(zhì)，因此需要使用蒸餾脫酚技術(shù)。蒸餾脫酚技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用率最高，該技術(shù)的應(yīng)用原理是將蒸餾工藝回收的苯酚用堿簡(jiǎn)單活化制備苯酚鈉，然后將苯酚鈉溶解于水中，采用油水分離技術(shù)分離苯酚。需要強(qiáng)調(diào)的是，該技術(shù)中使用的堿通常為10%氫氧化鈉。酚鹽分解技術(shù)代替硫酸分解或二氧化碳分解，硫酸分解的主要缺點(diǎn)是能耗高。二氧化碳分解的副產(chǎn)物是碳酸鈉，由于硫酸分解產(chǎn)生的硫酸鈉過(guò)高，氫氧化鈉可與氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈉，二氧化碳分解可避免能耗高的缺點(diǎn)。氫氧化鈉是用于蒸餾脫酚的堿，在不消耗太多能量的情況下實(shí)現(xiàn)蒸餾脫酚和酚鹽降解的良性循環(huán)，它還可以起到節(jié)能減排的作用。

2.3酚精制工藝

經(jīng)過(guò)以上三個(gè)步驟，我們得到的苯酚實(shí)際上是生苯酚。為了真正得到酚類產(chǎn)品，我們還必須經(jīng)過(guò)提煉原料酚的過(guò)程。所謂原料酚精制工藝，就是利用酚類化合物的沸點(diǎn)差，經(jīng)過(guò)原料脫水三個(gè)階段得到酚類產(chǎn)品。原料苯酚精制過(guò)程中，苯酚的再生率很高，基本上為40%。當(dāng)然，除苯酚外，還可以再生產(chǎn)羥甲基苯醚和果蔬汁，而且質(zhì)量相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較好的。氨分解是將氨加熱并分解成氫和氮的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程需要大量的熱量，并且可以在低壓催化劑的存在下進(jìn)行。必須有效處理未經(jīng)處理的氨和這部分殘余氨。未經(jīng)處理的氨是一種發(fā)炎性、爆炸性和有毒的危險(xiǎn)化學(xué)品。原材料的損失容易導(dǎo)致生產(chǎn)區(qū)域的污染事故，且儲(chǔ)存條件嚴(yán)格。

2.4制氫技術(shù)

制氫技術(shù)也是碳醚深加工和水合的重要工藝。我國(guó)化學(xué)工業(yè)的現(xiàn)狀與工業(yè)化國(guó)家相比仍有很大差距。我國(guó)的制氫方法主要包括天然蒸汽轉(zhuǎn)化、氫電解和氨分解。天然蒸汽的轉(zhuǎn)化始于二十世紀(jì)中后期，通過(guò)各種優(yōu)化和轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)機(jī)械、設(shè)備和操作條件提出了更高的要求。對(duì)相關(guān)行為體的知識(shí)和專業(yè)水平提出了更高的要求。到目前為止，這種方法在技術(shù)、機(jī)械和設(shè)備方面都比較成熟。這是一種在我國(guó)生產(chǎn)高頻氫氣的方法。與其它方法相比，該方法具有操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。氫分解氨的生產(chǎn)方法是通過(guò)加熱氨來(lái)提取氫和氮。這種方法表明比它的方法消耗更多的能量，并且原料的儲(chǔ)存條件非?？量?。除了上面提到的三種制氫方法外，還有水壓下的氫氣和吸附法?？傊?，制氫過(guò)程是煤焦油加工和水化過(guò)程中最重要的過(guò)程之一。

2.5氨分解工藝

氨分解是將氨加熱并分解成氫和氮的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程需要大量的熱量，可以用低壓催化劑完成。本工藝產(chǎn)品含有一定量的未經(jīng)處理的氨，需要進(jìn)行有效處理。未經(jīng)處理的氨氣是一種危險(xiǎn)易燃化學(xué)品，原料損失易在生產(chǎn)區(qū)域造成污染事故，儲(chǔ)存條件嚴(yán)格。煤焦油蒸餾后的優(yōu)質(zhì)梵蒂岡油和重油組分通過(guò)混合、電脫水、脫鹽和其他方法進(jìn)行處理，在水化（細(xì)裂范圍）的熱交換器或加熱器所需的反應(yīng)溫度下加熱，以進(jìn)行脫硫、脫硝、脫氧，油和芳烴飽和、脫膠和聚合物裂解反應(yīng)，然后插入產(chǎn)品分餾器，對(duì)膨脹柴油和未加工油餾分進(jìn)行切割和分餾;通過(guò)熱交換爐或加熱爐將未加工的油餾分加熱至反應(yīng)所需溫度后，到達(dá)加氫裂化工段進(jìn)行深度脫硫、脫絲、高分子加氫裂化、芳烴飽和，以及產(chǎn)品分餾塔，以切割混合香氣，氫化苯酚油、氫化蠟油等產(chǎn)品經(jīng)分餾反應(yīng)產(chǎn)生。反應(yīng)后的多余氫氣從冷壓裝置中回收，進(jìn)入氫氣壓縮機(jī)以增加壓力，然后返回到加氫裂化范圍和水合作用。

總結(jié)語(yǔ)

我國(guó)化學(xué)工業(yè)近年來(lái)取得了良好的發(fā)展勢(shì)頭，在煤焦油深加工及加氫工藝的過(guò)程中取得了良好的發(fā)展。在這項(xiàng)工作的過(guò)程中，我們成功地完成了上述四個(gè)過(guò)程。相信未來(lái)煤焦油深加工及加氫工藝的發(fā)展可以獲得很好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]左曉琳，馬樹偉. 淺談煤焦油深加工及加氫工藝[J]. 當(dāng)代化工研究，2019（2）：65-66.

[2]郝力平，王偉艷. 淺談煤焦油深加工及加氫工藝[J]. 化工管理，2019，000（030）：67.

[3]賀文龍. 淺談煤焦油深加工技術(shù)[J]. 工業(yè)，2019，000（007）：118-118.