煤焦油深加工技术及发展探讨

煤焦油深加工技术及发展探讨

摘 要：煤焦油主要分为低温焦油和高温焦油，文章综述了国内外焦油的产量及深加工生产技术，之后对焦油中所含主要馏分及焦油加氢进行介绍，最后对煤焦油行业的发展前景进行深入分析。

关键词：煤焦油;深加

当前世界经济发展的主要动力依然主要依赖石油资源，随着能源消耗的日益增长，有限的石油资源已经影响到全球经济的发展，石油引起的危机已成为各国关注的热点。进入21世纪，我们必须寻求高效的节能技术及资源为经济持续发展提供支撑。我国缺油少气、富煤的资源结构特点，决定我国充分利用煤炭资源是解决石油资源短缺的有效途径之一。虽然煤焦油的炼制是传统的煤化工行业，煤焦油的产品提取及深加工仍具有巨大的发展潜力，尤其近几年煤焦油深加工替代石油化工产品日益广泛，煤焦油的合理绿色化利用引起人们的重视。

1 煤焦油的生产及分类

煤焦油是煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或褐色粘稠状液体，按照干馏温度不同煤焦油主要分为低温焦油和高温焦油。

低温煤焦油相对密度小于1.0，其组成中芳烃、烷烃及烯烃约占50%左右，酚类高达30%。但是其组成与煤的性质有很大关系，例如在褐煤焦油中含有大量的石蜡。

高温煤焦油相对密度大于1.0，主要是芳烃及杂环组成的复杂混合物，化合物的种类多达400种。煤焦油按沸点范围的不同可以分割为各种馏分，然后再进一步加工。例如采用结晶方法可得到萘、蒽等产品，用酸或碱萃取方法可得到含氮碱性杂环化合物或酸性酚类化合物。焦油酸、焦油碱再进行蒸馏分离可分别得到酚、二甲酚、甲酚和吡啶、甲基吡啶、喹啉。这些化合物是煤焦油的重要原料，煤焦油蒸馏也可直接利用，如沥青质可制电极焦，酚油可用于木材防腐，洗油用作从煤气中回收粗苯的吸收剂，轻油则并入粗苯一并处理等。高温焦油的组成及质量取决于炼焦配煤的性质和炼焦过程的技术操作条件。

2 国内外煤焦油行业发展现状

2.1 我国煤焦油产量及炼焦技术

我国是产煤大国更是生产焦炭的大国，我国焦炭产量占据世界总产量1/3。煤焦油是炼焦的主要产物之一，21世纪初我国煤焦油产量达500～600 万t/a，深加工处理能力为450 万 t/a，迄今我国焦油产量已达1 300 万 t/a。煤焦油中可提取的化合物已超过200余种，其中符合实际利用价值的达50种，一些是石油化工产品所不能满足的。目前国内的焦油加工设备相对还比较落后，我国一些

企业从日本等国引进了先进的焦油加工装置，例如宝钢集团煤焦油加工规模可达26 万 t/a，产品的种类多达20多种。在我国还存在大量煤焦油生产分散的现象，有些还是土炼焦工艺的方法，这些工艺不但利用效率低下，而且对环境造成的污染十分严重。

2.2 国内外煤焦油加工技术

2.2.1 国外煤焦油加工技术

调查发现，国外煤焦油主要有三种加工模式：

①在传统加工基础上，不断发展创新转向精细的化工品、医药等方面。

②向全方位的品种发展，它以市场需求为导向提供不同规格及等级的产品。

③沥青类产品成为加工改造的重点。

随着高新技术的不断发展，煤焦油深加工工艺技术得到不断地改进与完善，物质的生产工艺路线也在不断的精细化与多样化。目前，煤焦油深加工和利用方面，一些发达国家已经注重低含量高附加值组分精细化学品的提取与生产，并开发出一系列先进、更具价值的煤焦油深加工工艺。集成化与现代化的加工工艺已经成为当今世界焦油加工发展的主流。

2.2.2 国内煤焦油加工技术

目前，在国内煤焦油加工的主要产品是酚类、洗油、粗蒽、萘、沥青等物质，在国内煤焦油技术主要涵盖焦油蒸馏技术、粗蒽制取技术、酚钠盐分解技术、工业萘蒸馏技术、焦油蒸馏所获馏分的洗涤技术、酚钠盐分解技术、精蒽、粗酚精制技术、粗喹啉与粗吡啶精制技术、精咔唑与蒽醌生产技术等。各个厂家的产品及工艺类型相似，具有产品的生产规模偏小，高质量与高附加值产品生产工艺不成熟等特点，因此企业产品适应市场能力较差，与国外精细化生产工艺差距较大，以致效益低下。只有技术的不断创新、不断学习外国先进的技术，抓住机遇，才能为煤焦油行业的发展壮大谋求新思路。

3 煤焦油各种馏分的分离加工

3.1 轻油馏分

煤焦油在进行蒸馏分割时馏程小于170 ℃的馏出物为轻油馏分。产率为煤焦油总量的0.5%～1%，主要成分是单环的苯及其同系物，只含有少量的多环芳香物古马隆、萘、茚等化合物及微量的，因此轻油馏分主要用于生产“三苯”类品。

3.2 酚油与萘类馏分

煤焦油在进行蒸馏分割时馏程范围为170～230 ℃的馏出物为酚油及萘类馏分，其中酚油产率约占为2%～3%，萘类产率为11%～12%左右。在生产过程中大约有45%左右的酚来自酚油馏分的加工，酚油馏分还包括毗啶碱、 古马隆和茚等化合物，因此，酚油馏分可以精制其中的酚和吡啶碱等，也可以直接制取古马茚树脂。另外一些苯酚类的物质可以通过焦油减压得到。大约80%左右的萘来自煤焦油中的萘油馏分，萘是一种非常重要的化工原料，在合成纤维、树脂、染料中间体以及一些精细化工品生产行也有广泛的应用。

3.3 洗油馏分

洗油占据了煤焦油含量的9%，洗油馏分的沸点范围在230～300 ℃之间。洗油馏分其中含有居多两环及多环的珍贵芳香化合物，例如甲基萘、联苯、二甲萘、酚、喹啉、吲哚、二苯醚、苊及芴等化工原料，因此具有巨大的开发潜力和价值前景。

3.4 蒽油馏分及沥青

蒽油是一种半固体的棕绿色晶体三环芳香物，它的沸点范围为300～360 ℃，占据了粗焦油1/5的含量。前苏联精蒽的制取用的是重结晶发，该方法提取率十分低下，利用率低。在美国粗蒽的提出是重结晶过程在高于沸点的温度下进行的，重结晶与蒸馏过程相结合，萃取剂轩选用苯、四氢化萘和十氢化萘等，该方法的缺点是功耗费用大。咔唑可以与酸、碱发生反应，与不饱和有机物在一定条件下发生共聚反应，所以通过液相萃取的方法，互不相溶的溶剂被用于分离粗蒽。在欧洲蒽精制技术是以蒽油为原料，采用苯加氢精制中副产的溶剂油对前者洗涤结晶，使菲溶于溶剂油而蒽和咔唑则富集在结晶中。菲的混合溶剂在首先通过蒸馏再生，再返回到萃取结晶系统。结晶部分可以通过闪蒸塔首先出去溶剂，之后在减压精馏塔中精细分馏，该塔共80块塔板，从下往上数在第67块塔板可抽出精蒽，精馏塔的底部流出重质馏份。欧洲与美国研制的方法生产工艺顺序不同：在欧洲粗蒽先从溶剂中重结晶提取菲，然后用化学方法分开蒽和咔唑;而美国与之颠倒先提取咔唑，后用重结晶法分离蒽和菲。（三）导师制的作用

大众化教育背景下本科生导师制的实施是否有必要？调查结果显示，在被调查的我院04、05级93人中，有79%的学生认为实行本科生导师制对于本科生培养教育具有重要的意义，82%的教师认为有利于因材施教和学生的个性发展；有利于教学与科研相结合；有利于充分发挥教师教书育人的主体作用；有利于密切师生关系，增进师生友谊。可见，绝大多数师生对大众化教育背景下实施本科生导师制的认识具有高度的一致性。

（四）结论

通过调查和比较分析，我院本科生导师制在实行过程中仍存在不少有待解决的问题，归纳为以下几点：一是本科生导师制形式化程度较浓厚，活动方式比较单一，师生比例不协调，师生间沟通交流较少，本科生导师制难于真正发挥作用。二是导师制指导内容不够规范。导师对自身职责和工作目标不够明确，部分导师

难于做到尽职尽责。三是导师制考评机制缺乏科学性，且与之配套的制度不健全和不完善，这在很大程度上影响了本科生导师制的实施效果及导师的工作积极性。

三、完善本科生导师制的对策和建议

（一）结合实际，加强针对性指导

指导方式应结合我院师资条件、教学科研状况、学生素质、班主任和辅导员制度等实际，选择不同类型。目前，本科生导师制基本上分为综合导师制、年级导师制、英才导师制等不同类型。由于我院班主任和辅导员制度的存在，与综合导师制必然产生职能上的重复，难于协调两种制度的职能，加之生师比问题突出，因而不适宜采用。而英才导师制由于其覆盖面过小，闲置和浪费了导师资源，因而也不适宜采用。相对而言，年级导师制由于主要是针对低年级学生的大学生活适应、学习方法、专业发展和职业规划的指导，可以有效地克服供需不平衡的问题，加之高年级的学生已经具备了较强的独立自主能力，就不再需要配备导师了，因而比较适宜。同时，为求得导师制的良好效果，应加强指导的针对性和多样性，如利用电话相互联系或网上交流、导师经常下寝室、学生经常登门请教等加强学生与导师间的交流与了解，为导师制的顺利实施奠定基础；导师应根据学生的专业特长、学习兴趣和个性特征，制订并实施具体计划，通过导师论坛、专题讲座、谈心交流、学业辅导等形式，采取集中和个别相结合的方式，开展经常性的、有针对性的教育活动；此外，在指导要求上，既要倡导导师找学生，也要要求学生主动找导师，发挥两方面的积极性，形成良性互动，以增强指导实效。

（二）强化导师队伍，明确导师职责

在进行导师筛选的过程中，挑选专业业务好、政治素质高、责任心强的老师担当本科生的导师是本科生导师制在实施过程中的一个重要环节。近几年，随着我校扩大招生，学生数量急剧增加，但与此相对应的师资队伍建设却严重滞后，最突出的问题就是本科生导师的数量不能适应本科生导师制发展的要求。为此，我们认为一方面应严格控制学生规模，加强师资队伍建设，提高教师工资福利待遇，以稳定导师队伍，激发导师工作的积极性；另一方面可适当招收部分在读研究生来充实导师队伍，使师生比保持在理想状态。此外，应明确导师职责，这既是加强导师工作管理的必要手段。也是衡量和考评导师工作的客观依据。具体而言，本科生导师的职责大概分为以下几项：一是根据人才培养目标和专业培养计划，对学生的专业学习、选课过程给予指导。二是定期组织学习讨论，让学生参与科学研究，培养学生理论联系实际的能力和创新思维能力，引导学生了解学科前沿情况，对学生的发展方向提出建议。三是及时了解学生的思想动态，对学生进行思想品德教育，让学生树立正确的人生观和价值观，促进学生个性健康、充分地发展。

（三）加强制度建设，完善考评体系

一是学院应建立导师培训制度，提供有关信息，使导师懂得如何去导。如为保证导师能有效地指导学生选课，教学管理部门可利用课余时间让导师集中学习学分制的有关管理规定，使导师了解学分制的管理模式、选课过程的操作；学院和各系可组织导师学习，使其了解本专业培养计划，熟悉公共基础课、专业基础课和专业课与选修课等课程的安排情况；学院可为导师提供所指导学生的有关信息，如学习、奖惩、家庭情况，以便于导师因材施教；学工部门应向导师发布毕业生就业行情及市场信息，以方便导师为学生就业出谋划策。二是完善导师岗位目标责任制和具体考评办法，对导师在任期内的德、能、勤、绩定期进行考核并记入档案，对导师的考核要充分听取学生的意见，要把考核结果与教师年度考核、专业技术职称、职务晋升、岗位聘任和奖酬金结合起来。学校可设立本科生导师奖励基金，对工作突出的优秀导师进行表彰奖励，对不认真履行导师职责、考核不合格的导师加强教育管理，甚至取消其导师资格。三是建立健全监督体制，采取灵活多样的监督方式，如在学工或教科办设立意见箱，向广大学生做定期导师成果调查，接受学生提出的建议和批评；加强监督网络，拓宽监督渠道，保障言路畅通等。