焦油深加工基本方法简介
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浅谈煤焦油深加工工艺和发展方向一、概述煤在焦炉内隔绝空气加热析出荒煤气,荒煤气经净化回收后可得到氨、焦油、粗(轻)苯、硫化氢及焦炉煤气。
氨深加工的方向一是加酸后制取硫酸铵;二是用水或浓硫酸做吸收剂,进行水洗氨和无水氨的生产。
分离H2S的意义更多的在于保证焦炉煤气的纯净度。
本文将围绕焦油深加工及粗(轻)苯深加工的重点对象,探讨化工产品深加工的发展方向。
二、主要工艺现状2.1 焦油加工工艺工业生产上煤焦油的加工包括煤焦油的粗制分离和馏分的精加工。
2.1.1 焦油粗制分离焦油蒸馏是在工业条件下分割焦油的最基本方法,分为间歇焦油蒸馏和连续式焦油蒸馏。
间歇蒸馏设备比较简单、投资少,但存在各馏分质量不易控制、能耗高、难以进行自动调节等缺点,已很少采用。
目前广泛使用连续蒸馏的工艺流程。
连续蒸馏分为常压蒸馏、减压蒸馏、常-减压蒸馏三类流程。
常压蒸馏——优点:投资小,操作简单。
缺点:产品品质较低;萘油萘集中度较低,蒸馏塔消耗的煤气量高。
减压蒸馏——优点:煤气耗量低,萘集中度较高,负压操作可以有利于环保。
缺点:对设备的要求较为严格,装置的投资高。
常-减压蒸馏——优点:节省能源;萘集中度较高;馏分分割较细,利于后续深加工产品的分离。
缺点:投资大;负压操作对设备要求较高。
2.1.2 馏分的深加工焦油馏分深加工是用物理化学方法处理煤焦油蒸馏所分离的各个馏分。
馏分脱酚有间接和连续两种工艺流程。
对于产量较大的馏分一般采用连续脱酚,而产量较小的馏分则采用间歇脱酚工艺。
间歇方式具有劳动强度大、污染环境、操作周期较长等缺点;连续操作自动化水平,操作环境均优于间歇操作。
制取工业萘有三种工艺。
双炉双塔——工艺萘的收率高,易于控制但投资大。
单炉双塔——由1台加热炉控制2台塔的温度,控制难度较大。
常压单炉单塔——工艺设备简单,萘成分含量较高情况下采用此工艺。
液-液萃取是国内传统蒽油加工工艺。
蒽油先经结晶生产粗蒽,然后以粗蒽为原料用溶剂洗涤法提取精蒽和咔唑,该法能得到精蒽产品但存在着溶剂萃取过程中的环境污染问题。
收稿日期:2012-06-16作者简介:刘延华(1968—),男,山东淄博人,工程师,毕业于青岛科技大学,从事精细化学品研发。
煤焦油深加工综述刘延华(山东蓝帆化工有限公司,山东淄博255411)摘要:面对中国多煤缺油的境界,煤焦油的深加工不仅可缓解石油资源紧缺的压力,而且可有效的解决煤热解行业长期污染环境及困扰焦化行业的难题,详细阐述了国内外煤焦油的加工工艺技术情况、发展现状、加工工艺流程、技术路线及煤焦油深加工的主要发展方向,为国内煤焦油的进一步深加工研究和应用提供了理论依据。
关键词:煤焦油;加工工艺;发展方向;技术路线中图分类号:TQ522.4文献标识码:A文章编号:1008-021X (2012)06-0043-05The Review of Deep Processing of Coal TarLIU Yan -hua(Shandong Bluesail Chemicals Co.,Ltd.,Zibo 255411,China )Abstract :At the situation of more coal but less oil ,the deep processing of coal tar could not only alleviate the pressure for the shortage of the oil resources ,but also can effectively solve the long -term environmental pollution and the other problems besetting coal industry.This paper expounded the process technology ,the present development situation ,the process flow ,the technical route of coal tar ,and the main development direction of coal tar deep processing at home and abroad.It provided theoretical basis for further research and application of coal tar deep processing.Key words :coal tar ;refining process ;development direction ;technical route 前言随着世界经济的发展,石油的需求量越来越大,石油资源日趋紧张,石油资源危机已成为世界各国关注的焦点[1]。
10万吨焦油深加工工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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1. 预处理。
该工序主要是为了去除焦油中的水分、杂质和挥发性组分。
焦化厂煤焦油深加工利用方案的分析与探讨随着能源需求的不断增长以及环境和能源安全的重视,煤焦油深加工利用技术逐渐兴起。
然而,我国的煤焦油深加工利用仍处于初级阶段,存在许多问题和挑战。
为此,本文将从技术和经济两个方面对焦化厂煤焦油深加工利用方案进行分析与探讨。
一、技术方面煤焦油深加工利用主要包括分离、氢化、氧化、加氢裂解等过程。
其中,氢化和氧化是目前最为广泛应用的深加工技术,其主要作用是将煤焦油中的碳、氢、氧、硫等元素转化为各种有机化合物或化学品。
1.分离技术煤焦油中含有多种有机化合物,如苯、甲苯、萘等,因此需要采用不同的分离技术进行分离和提纯。
传统的分离技术包括蒸馏、提取、结晶等,而近年来出现了一些新型的分离技术,如水相萃取、超临界流体萃取、介质渗透分离等。
通过合理选择和组合这些分离技术,可以达到高效处理煤焦油的目的,提高产品质量和降低生产成本。
2.氢化技术氢化是将煤焦油中的有机物与氢气反应生成低分子量化合物的过程。
该技术在煤焦油深加工中应用广泛,主要作用是降低煤焦油的粘度,增加石蜡和溶剂油等副产品的产率。
氢化反应温度一般为300-450℃,压力为5-15MPa。
常用的催化剂有镍、钼、钴等金属催化剂,也有非金属催化剂如氧化铝、硅化铁等。
氧化是将煤焦油中的有机物加入氧气反应生成酚、醛、酮等化合物的过程。
该技术广泛应用于生产煤焦油衍生产品,如酚酮树脂、钢轮胎、沥青增强材料等。
氧化反应温度一般为200-300℃,氧气用量为煤焦油质量的5%左右。
催化剂一般为过渡金属盐或五氧化二钒等。
4.加氢裂解技术二、经济方面煤焦油深加工利用的经济效益取决于产品的质量、产值和生产成本。
此外,政策支持和市场需求也是影响经济效益的重要因素。
1.产品质量和产值深加工后的产品一般具有更高的附加值和市场竞争力,如苯乙烯、丙烯、轻油、重柴油等。
在市场需求的支持下,这些产品可以带来可观的产值和利润。
2.生产成本由于煤焦油深加工涉及到多个过程和技术,因此需要考虑到各个环节的生产成本。
煤焦油深加工工艺流程煤焦油是从煤炭中提取的一种重要化工原料,可用于生产多种有机化合物和化工产品。
煤焦油经过深加工能够进一步提取和分离出高附加值的产品,使其综合利用价值得到最大化。
下面将介绍煤焦油深加工的工艺流程。
首先,对原始的煤焦油进行预处理,主要是去除其中的杂质和不纯物质。
这一步通常采用过滤或离心分离的方法,将煤焦油中的悬浮物和固体杂质去除掉,以确保后续操作的顺利进行。
接下来,对经过预处理的煤焦油进行蒸馏分离。
这一步是将煤焦油中的组分按照沸点的不同进行分离和提纯。
一般来说,煤焦油可以分为轻油、中油和重油三个部分。
通过在不同温度区间进行蒸馏,可以将其中的轻质组分如石油醚、汽油等分离出来,并通过冷凝收集进行后续加工。
对于轻油部分,常见的加工方式之一是裂解。
裂解是一种将长链烃分子分解成短链烃的化学反应。
通过加入催化剂和调整温度、压力等工艺条件,可以将轻油中的烷烃和芳烃裂解成较低碳数的烃类,如丙烷、丁烷、苯等。
这些短链烃类可以作为燃料或者化工原料进一步利用。
另一种加工方式是氢化处理。
氢化是一种在高温和高压下加入氢气反应的方法,可以将轻油中的不饱和烃和杂质去除,提高其稳定性和纯度。
经过氢化处理后的产品可作为燃料油或者有机溶剂使用。
对于中油和重油部分,常见的加工方法是萃取和脱硫。
通过使用溶剂进行萃取,可以将中油中的芳烃和酚类物质分离出来,产生高纯度的化工原料。
而脱硫则是一种将重油中的硫化物去除的方法,通过在催化剂的作用下将硫化物转化为硫化氢,并与氢气反应生成硫化氢。
最后,对经过深加工处理后的产品进行精制和包装。
根据不同的产品要求,可以进行蒸馏、洗涤和再生等过程,使产品的纯度和质量达到要求。
之后,将产品分装到不同规格的容器中,以便储存和销售。
总结起来,煤焦油的深加工工艺流程主要包括预处理、蒸馏分离、裂解、氢化处理、萃取和脱硫等环节。
通过这些加工操作,可以将煤焦油中的各种组分分离和提纯,生产出多种有机化合物和化工产品,实现煤焦油的综合利用,提高其经济价值和环境效益。
低温煤焦油深加工技术及产品低温煤焦油深加工技术及产品低温煤焦油深加工技术及产品摘要:本文探析了低温煤焦油深加工技术方案以及低温煤焦油产品,总结了低温煤焦油产品的用途及危害和防范措施。
关键词:低温煤焦油粗酚柴油渣油沥青一、目前中低温煤焦油深加工技术方案1.煤焦油轻馏分提取苯、酚、萘、吡啶等化工产品,煤沥青作为沥青调和组分调和普通道路沥青。
2.煤焦油轻馏分经过酸碱精制或吸附精制调和普通重柴油或燃料油。
也可以加适量甲醇增加轻油总产率。
煤沥青调和普通道路沥青。
3.轻馏分或全馏分加氢处理生产优质汽柴油调和组分或优质燃料油,煤沥青调和重质燃料油。
低温煤焦油加工途径主要有3种形式,即:燃料型、燃料-润滑油型和燃料化工型。
燃料型工艺路线以生产汽油、煤油、柴油等为主,产品很有局限性;燃料-润滑油型,除生产轻质和重质燃料油外,还生产石蜡和润滑油;燃料-化工型工艺路线,除生产汽油、煤油、柴油等燃料油外,还从石脑油馏分中抽提芳烃,利用裂解技术制取烯烃和芳烃类基本有机化工原料,综合利用原料资源。
二、低温煤焦油产品1.粗酚定义式:羟基(-OH)跟苯环(C6H5-)直接相连的化合物属于酚类。
其中苯酚(C6H5OH)是组成最简单的酚,俗称石炭酸。
特殊气味的无色晶体,熔点为43摄氏度左右,暴露在空气中因部分被氧化而呈现粉红色。
常温下苯酚在水中的溶解度不大,温度高于65摄氏度时,则能与水任意比互溶。
苯酚具有一定的杀菌消毒能力,可以用作杀菌消毒剂。
因苯酚有毒,其浓溶液对皮肤具有强烈的腐蚀性,使用时要小心,如果不慎沾到皮肤上,应立即用酒精清洗。
用途:酚是重要的化工原料,可制造染料、药物、酚醛树脂、胶粘剂等。
苯酚及其类似物可制做杀菌防腐剂。
邻苯二酚、对苯二酚可作显影剂。
污染:酚污染会给生态系统带来很大危害。
环境酚污染:环境酚污染主要来自焦化厂、煤气发生站、炼油、木材防腐、绝缘材料的制造、制药、造纸以及酚类化工厂的废水、废气。
酚类化合物挥发到空间可使大气受污染,含酚的废水流入农田会使土壤受污染,流入地下则会造成地下水污染。
煤焦油加工技术概述煤焦油是经过焦化过程获得的一种副产品,它是一种混合物,含有大量的有机化合物,包括苯、甲苯、二甲苯等。
煤焦油加工技术是将煤焦油进行进一步的分离和加工,以提取有用的化学品和能源。
本文将介绍煤焦油加工技术的基本原理、常用的加工方法以及其应用领域。
基本原理煤焦油加工技术的基本原理是基于煤焦油中不同成分的物理和化学性质的差异。
煤焦油中的有机化合物可以通过蒸馏、萃取、结晶、氧化等方式进行分离和纯化。
在加工过程中,利用不同成分的沸点、相溶性、溶剂选择性等特性,可以将煤焦油中的有机化合物逐步分离出来。
常用的加工方法1. 蒸馏蒸馏是最常用的煤焦油加工方法之一。
通过控制温度和压力,可以将煤焦油中的不同组分分离出来。
常见的分离方法包括常压蒸馏、减压蒸馏和反复蒸馏。
蒸馏过程中,较轻的组分会先升华或沸腾,并被收集。
2. 萃取萃取是利用溶剂的选择性溶解性来分离煤焦油中不同成分的方法。
常用的萃取剂包括苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂。
通过调整溶剂的配比、温度和压力,可以选择性地萃取出煤焦油中的目标组分。
3. 结晶结晶是使用溶剂或其他物质来冷却煤焦油溶液,以使目标组分在低温下结晶出来。
通过控制结晶温度和退火过程,可以获得纯净的结晶产物。
结晶方法适用于一些高沸点的有机化合物的分离。
4. 氧化氧化是利用氧化反应来将煤焦油中的某些组分转化为目标化合物的方法。
常见的氧化方法包括空气氧化和化学氧化。
通过调整反应条件和催化剂的选择,可以实现煤焦油加工中的一些重要反应,如酚醛树脂的制备等。
应用领域煤焦油加工技术在许多领域有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 化学工业煤焦油加工技术可以将煤焦油中的有机化合物提取出来,用于生产化学品。
例如,苯、甲苯和二甲苯等有机溶剂可以用于涂料、油墨、染料等的生产。
此外,一些煤焦油中的杂质可以通过加工技术去除,提高化学品的纯度和质量。
2. 能源利用煤焦油中含有大量的可燃物质,可以用作能源的补充。
1.1.1产品品种及数量本工程生产的各产品品种及数量如下表。
a)表错误!文档中没有指定样式的文字。
1 产品品种及产量表1.1.2原料及产品质量指标1)焦油b)表错误!文档中没有指定样式的文字。
2煤焦油(YB/T5075-93)2)粗酚c)表错误!文档中没有指定样式的文字。
3 粗酚(YB/T5079-93)3)工业萘d)表错误!文档中没有指定样式的文字。
4 工业萘(焦化萘)(GB/T6699-1998)4)洗油5 洗油质量指标e)表错误!文档中没有指定样式的文字。
f)表错误!文档中没有指定样式的文字。
6 轻油质量指标6)脱酚酚油g)表错误!文档中没有指定样式的文字。
7 脱酚酚油质量指标7)改质沥青h)表错误!文档中没有指定样式的文字。
9 改质沥青质量指标8)炭黑油i)表30 炭黑油质量指标(YB/T5174-93)1.2生产工艺流程与主要设备选择本工程包括焦油蒸馏、萘蒸馏、馏分洗涤和酚盐分解、改质沥青、溶剂脱酚、原料油库和产品油库等工艺装置,各装置生产工艺和主要设备选择分述如下。
1.2.1焦油蒸馏装置1.2.1.1工艺流程简述工艺流程见焦油蒸馏部分工艺流程图。
由油库来的原料焦油经原料焦油/炭黑油换热器(E-7112)与炭黑油换热后,在焦油预热器(E-7101)由蒸汽加热到125℃后,进入脱水塔(K-7101)。
脱水塔塔顶温度约105℃,塔顶逸出的轻油馏份和水经轻油冷凝冷却器(E-7111)冷却到30℃后,流入轻油分离槽(S-7101)内,在此,轻油与水分离。
分离出的轻油一部分返回脱水塔作为回流,其余轻油作为产品送至焦油槽区和原料、产品槽区。
分离水自流到馏份洗涤部分的硫酸钠槽(T-8103)。
脱水塔循环泵(P-7103AB)将脱水塔塔底的无水焦油抽出,送至焦油加热炉节能器(F-7111)与加热炉烟道气换热,被加热至220℃后,返回脱水塔底部作为脱水塔的热源。
脱水塔底焦油,由塔底抽出泵(P-7104AB)抽出,经无水焦油/炭黑油换热器(E-7113)与炭黑油换热,加热至250℃后,进入主塔(K-7103)。
4.煤焦油蒸馏煤焦油是煤在干馏和汽化过程中获得的液体产品。
依据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油:低温〔450~650 ℃〕干馏焦油;低温顺中温〔600~800 ℃〕发生炉焦油;中温〔900~1000 ℃〕立式炉焦油;高温〔1000 ℃〕炼焦焦油。
无论哪种焦油均为具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠状液体,简称焦油。
比较有代表性的是低温焦油和高温焦油。
低温焦油呈黑褐色,密度较小,其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%,酚类含量可达30%左右〔主要是高级酚〕,其余为吡啶类为主的含氮化合物、含硫化合物及胶状化合物。
高温煤焦油为黑色,密度大,是低温焦油在高温下二次分解的产物,因而,在组成上与低温焦油有根本的区分。
高温焦油主要是由芳香烃所组成的简单混合物。
其中很多有机化合物是塑料、合成纤维、染料、合成橡胶、农药、建筑材料、耐高温材料以及国防工业的贵重原料。
不同的焦油在组成上有很大差异,中温、低温焦油含酚高、含水高。
在煤焦油加工利用方面,除了一些特地加工低、中温焦油用来生产甲酚等产品的焦油加工厂,绝大多数焦油加工厂只加工高温煤焦油。
近年来我国高温煤焦油产量增长很快,带动了煤焦油加工业的进展。
这里主要争论高温煤焦油加工的生产和安全。
焦油加工工艺按处理量不同而承受不同的装备水平。
小型焦油加工承受釜式间歇蒸馏工艺,大中型焦油加工承受管式炉加热的连续蒸馏工艺。
焦油加工的产品路线不同,工艺路线也有所不同。
3.1焦油蒸馏前的预备为了保证焦油蒸馏的安全稳定操作,提高设备的生产力量及加强设备的维护,煤焦油在蒸馏前应做好预备工作。
3.1.1焦油质量的均合对于焦油加工来说,焦油最重要的性质是喹啉不溶物〔QI 〕、水和灰分含量,由于它们会影响焦油蒸馏操作稳定和蒸馏残液沥青的质量。
在焦油蒸馏过程中,焦油含萘波动 1 %,就会严峻影响各馏分的质量变化,并给蒸馏操作带来困难。
焦油QI 含量波动大于1.5 %,中温沥青QI 含量波动在3%左右,对其应用和改质沥青生产会带来不利影响。
焦化厂煤焦油深加工利用方案的分析与探讨
首先,煤焦油有较多种类,含有大量有用的化学品,如苯、甲苯、二甲苯等,同时其热值较高。
因此,对于焦化厂而言,如何制定合理的煤焦油深加工利用方案非常重要。
煤焦油最主要的深加工利用方式为从中提取有用化学品和燃料油。
其中,提取有用化学品采用的是分馏提取的方式,而提取燃料油则采用的是蒸汽裂解的方式。
在分馏提取方面,通常可以将煤焦油分成苯系物、芳烃、酚等三个部分,进而再根据需要进行进一步的分离提取。
而在蒸汽裂解方面,则需要采用高温高压的方式,将煤焦油进行分解,得到燃料油、乙烯等化学品,并且可以通过进一步的处理得到更多的有用化学品。
这些提取的化学品可以用于制药、塑料、化纤、橡胶等行业,具有广泛的应用前景。
除了提取化学品和燃料油之外,煤焦油还可以作为重要的沥青制品原料,如沥青软化剂、建筑防水涂料、沥青基路面材料等。
这些产品不仅可以用于市政建设中,也可以用于住宅、商业及工业用地的建设。
此外,还可以将煤焦油作为原料制造碳材料、高纯氨气等高新材料,为国家科技发展做出重要贡献。
总之,煤焦油的深加工利用方案十分丰富,但需要根据不同焦化厂的实际情况进行制定。
此外,深加工利用的过程中,需要注意环保因素,减少污染物的产生,并且合理利用资源,保证煤焦油深加工的可持续发展。
煤焦油深加工简介煤焦油是煤炭在高温热解过程中产生的一种液体副产品。
煤焦油中拥有多种有机化合物,其中包括芳香烃、脂类、酚类和杂原子化合物等。
煤焦油是一种重要的化工原料,可以通过深加工得到各种高值化合物,如沥青、染料、粘合剂、添加剂等。
煤焦油深加工是提高煤焦油附加值的关键步骤,本文将介绍煤焦油深加工的过程和一些常见的深加工产品。
煤焦油深加工的过程煤焦油深加工的过程通常包括以下几个步骤:1.分离和净化:煤焦油中含有杂质和不同成分的化合物,需要通过分离和净化将其纯化。
常用的方法包括沉淀、过滤、蒸馏等。
2.分馏:经过净化的煤焦油可以通过分馏得到不同的组分。
根据煤焦油的沸点不同,可以分离得到沥青、燃料油、重油等。
3.脱硫:脱硫是煤焦油深加工的重要环节之一。
由于煤焦油中含有硫化合物,而硫化合物对环境和设备都有一定的腐蚀作用,需要通过脱硫将其去除。
4.裂解:裂解是将煤焦油中的大分子化合物分解成小分子化合物的过程。
通过裂解可以得到更多的各种化合物,如芳香烃、酚类等。
5.聚合:聚合是将煤焦油中的单体化合物聚合成高分子化合物的过程。
聚合可以得到各种高分子化合物,如塑料、橡胶等。
煤焦油深加工的产品煤焦油深加工可以得到多种高值化合物,以下是一些常见的深加工产品:1.沥青:通过分馏得到的煤焦油可以得到沥青。
沥青是一种黑色的胶状物质,常用于道路修补和建筑防水。
2.染料:煤焦油中的芳香烃可以通过裂解得到,可以用于制造染料,如香料和颜料等。
3.粘合剂:煤焦油中的烯烃可以通过聚合得到,可以用于制造粘合剂,如胶水和胶带等。
4.添加剂:煤焦油中的酚类化合物可以通过裂解和聚合得到,可以用作燃料和润滑油的添加剂。
总结:煤焦油深加工是提高煤焦油附加值的重要手段,通过分离、净化、分馏、脱硫、裂解和聚合等过程,可以得到多种高值化合物,如沥青、染料、粘合剂和添加剂等。
煤焦油深加工有利于煤焦油的资源化利用和环境保护,也为多个行业提供了重要的原料和产品。
煤焦油深加工技术煤焦油是从煤炭的干馏中提取的一种黑色或棕色的油状液体,主要成分为苯、甲苯、二甲苯等芳烃化合物。
煤焦油具有较高的热值和化学稳定性,是一种重要的石化原料。
煤焦油深加工技术是指对煤焦油进行进一步处理,使其产生更高附加值的产品。
1.分离技术:煤焦油中含有多种不同的组分,通过分离技术可以将其中的苯、甲苯、二甲苯等单体芳烃分离出来,作为化学品原料。
常用的分离技术包括蒸馏、提取、结晶等。
2.芳烃制备技术:煤焦油中的芳烃是一种重要的有机化学品原料,可以用于生产染料、香料、医药中间体等。
通过合成反应,可以将煤焦油中的芳烃进行加氢、烷基化、芳基化等反应,制备出不同种类的化学品。
3.焦油沥青的生产技术:煤焦沥青是一种黑色的胶状物质,广泛应用于建筑、公路等领域。
通过调整煤焦油的组分和物理性质,可以生产出不同等级的焦油沥青。
常用的生产技术包括深度脱氮、脱硫、脱油、加氢等处理过程。
4.高分子聚合物制备技术:煤焦油中含有多种多环芳烃,通过聚合反应可以将这些芳烃分子连接起来,形成高分子聚合物。
这些聚合物可以应用于橡胶、塑料、涂料等领域,具有良好的力学性能和耐热性能。
5.煤焦油的能源回收技术:煤焦油具有较高的热值,通过热解等技术可以将煤焦油中的有机化合物进行分解,产生燃气、液体燃料等能源产品。
这种能源回收技术不仅可以提高煤焦油的附加值,还可以减少环境污染。
总之,煤焦油深加工技术的发展,可以将煤焦油中的有机化合物充分利用,提高资源利用率,减少环境污染。
未来,随着能源需求和化工需求的增加,煤焦油深加工技术将会得到更广泛的应用和发展。
焦油深加工工艺流程
《焦油深加工工艺流程》
焦油是一种用于制备化工产品和能源产品的原材料,它由煤焦油、石油焦油等来源。
深加工焦油可以将其转化为更高级的化工产品,提高其附加值。
下面我们介绍一下焦油深加工的工艺流程。
首先,焦油深加工的第一步是脱水处理。
焦油中含有大量的水分,需要通过蒸馏或其他方法将水分脱除,以提高焦油的精炼度。
接着是裂解反应。
焦油中的大分子化合物需要经过裂解反应,将其分解为较小的分子,以便后续的炼制和处理。
然后是精制过程,包括空气氧化、硫化、聚合等反应。
通过这些过程,焦油中的杂质和有害化合物可以被去除或转化为更有用的产物。
最后是提纯和分离。
通过蒸馏、萃取、结晶等方法,可以使焦油中的不同成分得到分离和提纯,生产出符合不同用途要求的化工产品。
总的来说,焦油深加工是一项复杂的工艺过程,需要经过多个步骤的处理和加工。
通过这些工艺流程,可以将原始的焦油转化为更高附加值的化工产品,为化工行业的发展做出贡献。
煤焦油深加工工艺流程
《煤焦油深加工工艺流程》
煤焦油是由焦化煤炭过程中产生的一种混合烃类化合物。
它是一种重要的化工原料,广泛用于制造沥青、沥青混凝土、润滑油、染料、合成橡胶和塑料。
为了更好地利用煤焦油资源,进行深加工是十分关键的。
煤焦油深加工工艺流程通常包括以下几个主要步骤:
1.脱硫处理:煤焦油中含有硫化合物,需要通过脱硫处理来降低硫含量。
脱硫的方法可以采用化学法、物理法或生物法,其中化学法中最常见的是氧化法和吸收法。
2.脱氮处理:类似于脱硫处理,脱氮也是为了降低煤焦油中的氮含量,减少对环境的污染。
脱氮方法包括氧化还原法、吸收法和催化剂法。
3.裂解分离:将煤焦油进行烷基化、溶剂萃取、蒸馏等工艺,分离出不同组分的产品,比如石油醚、苯、甲苯、二甲苯、溶剂油等,以用于不同的工业领域。
4.加氢处理:通过加氢处理可以降低煤焦油中的不饱和化合物含量,提高其稳定性和燃烧性能,也使得其更适合用于石化工业的生产。
总的来说,煤焦油深加工工艺流程是一个复杂的过程,需要通
过一系列的化学反应和物理操作来提高煤焦油的附加值和利用率,同时减少对环境的影响。
通过深加工,煤焦油可以成为更多领域的重要原料,为煤焦化工业的发展提供了更广阔的前景。
4.煤焦油蒸馏煤焦油是煤在干馏和汽化过程中获得的液体产品。
根据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油:低温(450~650℃)干馏焦油;低温和中温(600~800℃)发生炉焦油;中温(900~1000℃)立式炉焦油;高温(1000℃)炼焦焦油。
无论哪种焦油均为具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠状液体,简称焦油。
比较有代表性的是低温焦油和高温焦油。
低温焦油呈黑褐色,密度较小,其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%,酚类含量可达30%左右(主要是高级酚),其余为吡啶类为主的含氮化合物、含硫化合物及胶状化合物。
高温煤焦油为黑色,密度大,是低温焦油在高温下二次分解的产物,因而,在组成上与低温焦油有根本的区别。
高温焦油主要是由芳香烃所组成的复杂混合物。
其中很多有机化合物是塑料、合成纤维、染料、合成橡胶、农药、建筑材料、耐高温材料以及国防工业的贵重原料。
不同的焦油在组成上有很大差异,中温、低温焦油含酚高、含水高。
在煤焦油加工利用方面,除了一些专门加工低、中温焦油用来生产甲酚等产品的焦油加工厂,绝大多数焦油加工厂只加工高温煤焦油。
近年来我国高温煤焦油产量增长很快,带动了煤焦油加工业的发展。
这里主要讨论高温煤焦油加工的生产和安全。
焦油加工工艺按处理量不同而采用不同的装备水平。
小型焦油加工采用釜式间歇蒸馏工艺,大中型焦油加工采用管式炉加热的连续蒸馏工艺。
焦油加工的产品路线不同,工艺路线也有所不同。
3.1 焦油蒸馏前的准备为了保证焦油蒸馏的安全稳定操作,提高设备的生产能力及加强设备的维护,煤焦油在蒸馏前应做好准备工作。
3.1.1 焦油质量的均合对于焦油加工来说,焦油最重要的性质是喹啉不溶物(QI)、水和灰分含量,因为它们会影响焦油蒸馏操作稳定和蒸馏残液沥青的质量。
在焦油蒸馏过程中,焦油含萘波动1%,就会严重影响各馏分的质量变化,并给蒸馏操作带来困难。
焦油QI含量波动大于1.5%,中温沥青QI含量波动在3%左右,对其应用和改质沥青生产会带来不利影响。
而一些大型煤焦油加工厂收购处理很多焦化厂的煤焦油,这些焦油在组成、比重、QI、水和灰分含量等方面均有较大差别。
如不经预先均匀混合,对焦油连续蒸馏操作的稳定性会带来很大的影响和不安全因素。
煤焦油在进入装置之前进行均质,使其组成和QI含量相对稳定,对安全稳定生产,保证产品质量是十分有意义的。
3.1.2 焦油的脱水焦油在蒸馏前必须将水分除去,脱水的焦油可以减少蒸馏过程的热量消耗,增加设备的生产能力,降低连续蒸馏加热的系统阻力。
焦油脱水分为初步脱水和最终脱水,经最终脱水的焦油称作无水焦油。
焦油初步脱水一般采用加热静置脱水法,即焦油在贮槽内用蛇管加热保温在80℃左右,静置36h以上,焦油与水因密度上的差异而分离。
静置脱水可使焦油中水分初步脱至4%以下。
此外,焦油初步脱水还有离心脱水法和加压脱水法等。
焦油最终脱水,依据生产规模不同,主要有以下几种方式:(1)间歇釜脱水。
间歇蒸馏系统中,专设脱水釜进行焦油最终脱水。
釜内焦油温度加热至100℃以上,使水分蒸发脱除。
脱水釜容积与蒸馏釜相同,一釜脱水焦油供一釜蒸馏用。
脱水釜蒸汽管温度加热至130℃时,最终脱水完成,釜内焦油水分可降至0.5%以下。
(2)管式炉脱水。
连续焦油蒸馏工艺应用管式炉脱水。
经初步脱水的焦油送入管式炉连续加热到125~130℃,然后送入一次蒸发器(脱水塔),脱除部分轻油和水。
此时焦油含水降至0.3%~0.5%。
国内在连续式管式炉焦油蒸馏工艺中,绝大多数厂家最终脱水是在管式炉的对流段进行的。
(3)蒸汽加热脱水。
经初步脱水的焦油送入蒸汽加热器连续加热到125~130℃,再进入脱水塔来完成焦油的最终脱水。
3.1.3 焦油的脱盐在焦油中含的水实际上就是氨水。
这种稀氨水中,一部分氨以氢氧化铵的形式存在,另一部分为铵盐。
这些固定铵盐有氯化铵、硫氰化铵、硫酸铵等,其中主要是氯化铵。
这部分盐类在焦油最后脱水阶段仍留在焦油中,当加热到220~250℃时,固定铵盐就会分解成游离酸和氨。
例如:NH4Cl HCl + NH3产生的酸存在于焦油中,会引起设备管道的严重腐蚀。
同时,铵盐还会使馏分与水起乳化作用,对萘油馏分的脱酚操作十分不利。
因此,焦油必须在蒸馏前进行脱盐处理。
焦油脱盐是焦油在最终脱水前加入8%~12%的碳酸钠溶液,使固定铵盐转化为稳定的钠盐。
例如:2NH4Cl + Na2CO====2NH3 + CO2 + 2NaCl + H2O这些钠盐在焦油蒸馏时完全残留在沥青中变成灰分,若除去0.1g/kg焦油中的固定铵盐,沥青灰分约增加0.08%。
故碳酸钠的加入量要适当,在选择工艺路线时,使最终脱水前焦油中含水少,固定铵盐相应含量也少了(因固定铵盐溶解于水而不溶于焦油)。
3.1.4 焦油脱灰、脱渣煤焦油中含有少量的机械杂质,来源于煤炼焦时炭化室的耐火材料、煤粉、焦粒等。
这部分机械杂质在焦油蒸馏时全部残留在沥青里,这对焦油蒸馏操作和沥青应用是不利的,应予以除去。
德国、美国、日本、法国等国家在焦油蒸馏前用超级离心机进行脱灰、脱渣处理。
我国宝钢、马钢、山西焦化厂、济宁炭素厂等几个厂家对焦油进行了脱灰、脱渣处理,这一工艺逐步在全国各焦油加工厂推广。
焦油在用超级离心机脱灰、脱渣的同时,也脱除了大量的水分和铵盐,对焦油蒸馏的稳定操作是非常有利的。
3.2 间歇式焦油蒸馏间歇式焦油蒸馏的生产工艺流程,如图3--1所示。
图3-1 减压间歇焦油蒸馏工艺流程焦油间歇蒸馏有常压蒸馏和减压蒸馏两种流程,为装料、加热、分馏和排放沥青等操作依次周期性进行的蒸馏过程。
脱水焦油装入蒸馏釜,缓慢加热升温,依次从蒸馏柱顶切取各种馏分油,釜底残渣为沥青。
间歇蒸馏由于物料保温时间长,生产的中温沥青比连续蒸馏的中温沥青具有较高的β--树脂,沥青产率也高,可达60%。
间歇蒸馏结束后,可对蒸馏釜残渣(中温沥青)继续进行加热处理,直接得到软化点100--115℃的改质沥青。
间歇焦油蒸馏设备比较简单,投资少。
由于间歇焦油蒸馏存在各馏分质量不易控制,酚和萘的提取率低;能耗高;劳动条件差,难以采用自动控制及自动调节装置等缺点,已很少采用。
3.3 连续式焦油蒸馏3.3.1 一次汽化过程及一次汽化温度3.3.1.1 焦油在管式炉中的一次汽化过程在工业生产上液体混合物的蒸发(指部分汽化),原则上可以用2种不同的方法来实现:一种是微分蒸馏方法,即将产生的蒸气随时从被蒸馏的物料分离出来;另一种是不将所产生的蒸气随时引出,而使其与液体密切接触,直到达到指定的温度时,才将蒸气一次引出(此时气、液两相达到平衡),即一次汽化(或平衡蒸馏)的方法。
煤焦油连续蒸馏的加热过程是在管式炉中实现的,煤焦油的蒸发就是以一次汽化(或称为一次蒸发)的方法来完成的。
脱水焦油采用泵压送到管式炉炉管内,迅速把焦油加热到指定温度,在整个加热过程中所形成的馏分蒸气,一直与液体密切接触,相互达到平衡。
当气、液混合物从管式炉进入二段蒸发器后,由于压力急剧降低,馏分蒸气立即一次汽化,并与残液分离,完成一次汽化过程。
3.3.1.2 一次汽化温度管式炉连续蒸馏过程要求二蒽油以前的全部馏分都在二段蒸发器内一次蒸发出来。
欲使各馏分产率及沥青质量都符合工艺要求,就须合理确定一次蒸发温度。
一次蒸发温度是指焦油气、液两相混合物进入二段蒸发器闪蒸后气、液两相达到平衡的温度。
由于换热损失和闪蒸需要的汽化潜热,焦油气、液混合物进入二段蒸发器闪蒸后,温度要降低一些,故一次蒸发温度低于管式炉二段出口焦油温度,而略高于二段蒸发器的沥青排出温度。
最适宜的一次蒸发温度应保证从焦油中蒸出的酚和萘最多,并得到软化点满足要求的沥青。
显然,当焦油的组成不同或对沥青的软化点要求不同时,最适宜的一次蒸发器温度也不同。
焦油的一次蒸发温度与馏出物的产率、二段蒸发器压力、二段蒸发器内过热蒸汽用量等因素有关。
3.3.2 一次汽化所有馏分的焦油蒸馏流程这是国内最常采用的一种焦油蒸馏工艺,将脱水焦油在管式炉里加热至380~400℃后进入二段蒸发器。
高温焦油在二段蒸发器内进行一次汽化,中温沥青与所有馏分分离。
馏分油气自二段蒸发器顶部进入下一个塔进行蒸馏,由二段蒸发器底部排除沥青。
根据生产规模和技术装置水平情况,按着一次汽化所有馏分,然后逐渐冷凝馏分的原则建立焦油蒸馏流程,依精馏塔台数不同,分为一塔式、二塔式和多塔式流程;依据操作压力不同,分为常压、常减压和减压蒸馏流程;依据馏分的切取数量不同,分为切取窄馏分和切取混合分流程。
3.3.2.1 二塔式和一塔式焦油蒸馏流程二塔式和一塔式焦油蒸馏流程分别见图3-2和图3-3。
图3-2 二塔式焦油蒸馏工艺流程图3-3 一塔式焦油蒸馏工艺流程图3-2和图3-3均为切取窄馏分工艺。
两塔式焦油蒸馏工艺中,在馏分塔将萘油馏分和洗油馏分合并在一起切取称作二混馏分,此时塔底油苊含量大于25%,称作苊馏分;一塔式焦油蒸馏工艺中,馏分塔可以开一个侧线,将酚油馏分、萘油馏分和洗油馏分合并在一起切取称作三混馏分。
这两种切取馏分的方法,可使萘集中度提高,从而提高了工业萘产率。
这种工艺沥青在二次蒸发器内停留时间比较短,一般约在15~17min排出系统,沥青保温时间短,中温沥青甲苯不溶物(TI)增长幅度不大,很难达到优质电极沥青的质量要求。
我国较普通采用二塔式和一塔式焦油蒸馏流程,生产规模小的装置切取混合分(三混馏分或二混馏分),生产规模大的装置一般切取窄馏分。
根据对产品种类和质量要求的不同,焦油蒸馏的工艺路线也有所不同。
3.3.2.2 多塔式焦油蒸馏流程无水焦油经管式炉加热后进入蒸发器。
在蒸发器汽化的所有馏分气依次进入4个精馏塔,各塔均采用热回流(后一个塔底油不经冷却作为前一个塔塔顶回流)。
得到的馏分馏程为:酚油馏分175~210℃,萘油馏分209~230℃,洗油馏分220~300℃,蒽油馏分240~350℃。
3.3.2.3 减压焦油蒸馏流程减压焦油蒸馏流程的显著特点是节能。
减压操作可以降低蒸馏温度。
采用换热流程,回收余热对原料焦油进行脱水,脱水后焦油在管式炉加热后进入主塔。
从主塔侧线切取萘油、洗油和蒽油;主塔顶部得到酚油;主塔底部为软沥青产品。
在蒸汽发生器内,利用洗油和蒽油的热量产生0.3MPa蒸气,供装置加热用。
根据一次汽化所有馏分,然后逐渐冷却分离馏分的原则建立的焦油连续蒸馏流程在我国和东欧各国应用普遍。
这种类型流程的优点是工艺过程简单、便于操作等。
但同时也存在以下不足:(1)由于精馏所需的热量是由焦油在管式炉被加热一次供给的,所以精馏条件受到严格限制,几乎不可能用改变塔板回流量的方法调节馏分组成。
(2)轻油、酚油、萘油和洗油组分毫无意义地通过蒽塔,轻组分经过所有塔板后分离出来,由于在塔板上的气、液相平衡,不可避免地导致所切取的馏分中含有轻组分。