煤焦油工艺技术及行业现状的可行性研究报告

第一节  煤焦油的简介

煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体。简称焦油。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油， 在焦炭生产中得到的煤焦油属于高温煤焦油。它是粗煤气冷却过程中冷凝、分离出来的焦炉煤气净化产品之一。煤焦油一般作为加工精制的原料以制取各种化工产品，(见煤焦油加工)也可直接利用，如作为工业型煤、型焦和煤质活性炭用的粘结剂的配料组分，还可用作燃料油、高炉喷吹燃料以及木材防腐油和烧炭黑的原料。（可行性研究报告）

第二节 煤焦油的工艺技术

焦油蒸馏工艺

焦油蒸馏的目的是将焦油中沸点接近的化合物集中到相应的馏分中，以便进一步加工分离出单体产品。焦油蒸馏工艺分为间歇式和连续式2种，现代焦油蒸馏均选择连续式蒸馏。

目前，已发展到连续常减压多塔蒸馏。连续式蒸馏具有分离效果好，各馏分产率高，酚和萘可高度集中在一定的馏分中的特点。焦油蒸馏的主要设备有管式加热炉、一段蒸发器、二段蒸发器、馏分塔。国内外煤焦油蒸馏的工艺大同小异，都是脱水、分馏。

煤焦油馏分的加工

1) 轻油馏分轻油为170 ℃前的馏分，产率为无水焦油的0. 4% ～ 0. 8%。常规的焦油连续蒸馏工艺，轻油馏分来源有2处: 一是一段蒸发器焦油脱水的同时得到的轻油馏分，简称一段轻油; 二是馏分塔顶得到的轻油馏分，简称二段轻油。轻油馏分一般并入洗苯后的洗油或并入粗苯中进一步加工，分离出来苯类产品、溶剂油及古马隆等。

2) 酚油馏分酚油馏分为170 ～ 210 ℃馏分，产率为1. 0% ～2. 5%。酚类化合物是煤热分解的产物，其组成和产量与煤料所含的总氧量、配煤质量及炼焦温度有关。酚类化合物主要存在于酚油、萘油和洗油馏分中。

从焦油馏分中提取酚类化合物的工艺包括馏分碱洗脱酚、粗酚钠的净化和净酚钠的分解等工序。粗酚的精制是利用酚化合物的沸点差异，采用精馏方法加工以获得酚产品的工艺。粗酚精制的主要产品有苯酚、工业酚、邻甲酚、工业邻甲酚、间对混合甲酚、三混甲酚和二甲酚等。粗酚精制的工艺流程有减压间歇精馏和减压连续精馏。

3) 萘油馏分萘油馏分为210 ～ 230 ℃馏分。萘在煤焦油中的含量与炼焦温度、煤热解产物在焦炉炭化室顶部空间的停留时间、温度有关，一般萘在高温炼焦焦油中的含量约为10% 。

含萘馏分主要制取工业萘，并可进一步加工成精萘。从萘油馏分中提取萘，普遍采用精馏法。生产工业萘的蒸馏工艺主要有双炉双塔、单炉单塔和单炉双塔加压连续精馏。

4) 洗油馏分洗油馏分为230 ～ 300 ℃馏分。产率一般为无水焦油的4. 5% ～ 6. 5% 。洗油馏分主要用于洗涤吸收煤气中的苯族烃和从中提取喹啉类化合物、酚类化合物、甲基萘、二甲基萘、萘、吲哚、联苯、苊、氧芴和芴等产品。

洗油馏分分别用酸和碱洗涤，提取喹啉类化合物和酚类化合物后，在塔板数为60 ～ 70的3个浮阀塔内切取窄馏分。其中，萘油馏分是生产工业萘的原料，脱萘残油和重质洗油是提取氧芴和芴的原料，甲基萘馏分是提取α －甲基萘和β －甲基萘的原料，轻质残油和脱苊残油可混入低萘洗油中提取工业苊，中质洗油可作为回收苯族烃的吸收剂。

5) 蒽油馏分一蒽油馏分为280 ～ 360 ℃的馏分，产率为16% ～ 22% 。二蒽油馏分初馏点310 ℃，馏出50%时为400 ℃，产率为4% ～ 6% 。粗蒽是蒽油馏分或一蒽油馏分经冷却、结晶和离心分离后得到的一种黄绿色结晶物。粗蒽生产工艺: 一蒽油传统的加工工艺是结晶—真空过滤离心法，工序长，生产条件差。现已改用结晶—离心法，并采用卧式刮刀卸料离心机代替间歇式离心机。由一蒽油制取的粗蒽，经过精制得到精蒽、菲、咔唑等重要的化工原料。粗蒽精制的方法有溶剂萃取法，溶剂萃取－精馏法，共沸精馏法，吸附法等。

6) 煤焦油沥青煤焦油沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残余物，按照软化点的高低可分为低温、中温和高温沥青。煤焦油沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品，占煤焦油的50% ～ 60%，其加工利用水平对整个煤焦油加工工艺至关重要。

煤焦油沥青不能用蒸馏而只能用萃取进一步分级。目前，煤焦油沥青主要用于生产沥青焦、电极与阳极糊的黏结剂( 改质沥青)、型煤黏结剂、筑路沥青、各种沥青防腐漆等。

中温沥青经改质处理可生产改质沥青，进而生产电解铝行业预焙阳极块及电炉炼钢石墨电极等。改质沥青生产技术主要有氧化热聚法、加热聚合法、加压热聚处理法、吕特格热聚合法及Cherry － T法( 简称C － T法，以煤焦油为原料)。

煤焦油加氢改质

中低温煤焦油适合加氢改质生产车用发动机燃料油和化学品。随着国际油价的飞涨，由煤焦油加氢生产柴油、汽油等车用发动机燃料油日益受到关注，国外某些石油资源短缺的国家已在筹备大规模的兰炭生产项目，利用副产的煤焦油加氢生产柴油和汽油。加氢改质反应是在高压、有氢及催化剂存在的条件下发生的反应。主要目的是除去油品中的硫、氧、氮、金属杂质和使烯烃饱和，改变油品的稳定性、颜色、气味、燃烧性能等，以达到改变油品性质、提高使用价值的目的。

原有的煤焦油加氢技术具有一定缺陷，如煤焦油利用率低、工艺流程较复杂、对原料油有一定的限制等。2010年煤炭科学研究总院借鉴煤直接加氢液化工艺技术和石油渣油加氢工艺技术，提出了一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床。

浆态床加氢工艺及配套催化剂技术，该技术具有煤焦油利用率高、轻油产品收率高等突出优点，是中低温煤焦油加工技术的发展方向。

高温煤焦油加氢制燃料油比中低温煤焦油加氢难度大，在国内还处于工业化初级阶段。对于高温煤焦油的加氢，必须将加氢精制和加氢裂化相结合，才可以得到较高的燃料油收率。

 第三节  煤焦油行业的特点

中低温煤焦油中的酚类化合物以低级酚为主，可以采用化学萃取法提取低级酚作为化工原料，提取低级酚后的馏分将是加氢制取高十六烷值柴油的优良原料。

中低温煤焦油经加氢处理可以生产柴油、汽油等车用发动机燃料油和化学品。

高温煤焦油加氢制燃料油比中低温煤焦油加氢难度大，按照传统加工工艺，高温煤焦油各馏分经进一步加工，可分离出多种化工产品，目前提取加工的主要产品及用途有：

酚油馏分

苯酚: 酚醛树脂、合成纤维、医药; 甲酚: 杀菌剂、增塑剂、选矿药剂、除草剂、香料、阻燃剂; 二甲酚: 杀虫剂、工程塑料; 吡啶碱: 医药; 古马隆树脂、沥青漆。

萘油馏分

萘: 染料、塑料、医药、表面活性剂、增塑剂、卫生球。

洗油馏分

甲基萘: 溶剂、聚萘酯塑料、MF型助剂、水泥减水剂、饲料添加剂; 吲哚: 香料; 联苯: 绝缘油、热载体; 二甲基萘: 聚萘酯塑料、绝缘材料;苊: 染料聚萘酯塑料; 氧芴: 驱虫剂; 芴: 塑料; 喹啉类: 医药、农药、染料、显色剂。 

蒽油馏分

蒽: 染料、纸浆蒸解助剂、乳化剂; 菲: 农药; 咔唑: 染料; 炭黑: 轮胎制造、其他橡胶、塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业; 防腐油。

二蒽油馏分

荧蒽: 探伤剂; 芘: 染料、工程塑料; 炭黑等。

煤焦油沥青

沥青焦; 碳素制品黏结剂、成型燃料黏结剂、镁碳砖、针状焦、碳纤维; 防腐防水材料、沥青漆、筑路用柏油等。

第四节  煤焦油的行业现状

中低温煤焦油和高温煤焦油的性质和组成有明显差别，应分别加工。中低温煤焦油可以经加氢处理生产柴油、汽油等车用发动机燃料油和化学品。

高温煤焦油加氢制燃料油比中低温煤焦油加氢难度大，按照传统加工工艺，高温煤焦油各馏分经进一步加工，可以分离出多种化工产品。

目前国内焦油加工装置普遍较分散、规模偏小，能耗高且严重污染环境，产品品种少，尤其是高质量、高附加值产品较少，质量较差，生产成本高，经济效益差。今后煤焦油应走集中、大型化加工路线，增加煤焦油深加工产品的种类，提高深加工产品的质量。

 

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