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《中國(guó)煤化工》
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焦?fàn)t副產(chǎn)品煤焦油深加工關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化
作者: | 來源:國(guó)家煤化工網(wǎng) | 時(shí)間:2023-10-07

煤焦油是煤焦化生產(chǎn)的一種黏性液體副產(chǎn)品,其成分極其復(fù)雜。它是煤化工的主要原料。世界各國(guó)都格外注重煤焦油工業(yè)的發(fā)展。作為焦炭生產(chǎn)大國(guó),中國(guó)焦炭產(chǎn)量近年來增長(zhǎng)迅速。自1993年以來,焦炭產(chǎn)量一直位居世界第一。時(shí)至今日,研究開發(fā)煤焦油深度加工的新技術(shù)、新設(shè)備,發(fā)展分級(jí)分類綜合利用,提高工業(yè)技術(shù)水平,提供滿足市場(chǎng)需求的高附加值化工產(chǎn)品,是當(dāng)前煤焦油研究的重要方向。符合國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,F(xiàn)階段,隨著工業(yè)加工和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,煤焦油的加工已從化工、鋼鐵、建筑等行業(yè)發(fā)展到醫(yī)藥、農(nóng)藥、塑料、染料等領(lǐng)域,逐步向多元化方向發(fā)展。

雄厚的煤焦油資源和多樣化的市場(chǎng)需求為煤焦油行業(yè)提供了蓬勃發(fā)展的空間和基礎(chǔ),盡管如此,由于各煤焦油加工廠規(guī)模和布局不同,同時(shí)各企業(yè)所擁有的資源和目標(biāo)產(chǎn)品不同,以及過大的設(shè)備所導(dǎo)致的運(yùn)輸?shù)绕渌矫娴挠绊懯雇顿Y和產(chǎn)出比不能匹配。這使得煤焦油的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值沒有得到充分利用,而且落后的生產(chǎn)設(shè)施和加工技術(shù)給生態(tài)環(huán)境帶來了極大的危害。

本文圍繞煤焦油資源屬性開展研究的階段性總結(jié),綜合論述近幾年煤焦油深加工技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的熱點(diǎn)內(nèi)容,針對(duì)研究中出現(xiàn)的問題進(jìn)行思考并提出建議,以期“拋磚引玉”,推動(dòng)煤焦油的深加工產(chǎn)業(yè)化、規(guī);玫陌l(fā)展,同時(shí),使更多相關(guān)研究人員重視煤焦油深加工與環(huán)境發(fā)展協(xié)調(diào)。

煤焦油概況

煤焦油中含有數(shù)以萬計(jì)的有機(jī)化合物,其中只有500種能被識(shí)別出來。除了各種中性、酸性和堿性成分外,還包括其他含有氧和硫的化合物,其中一些是從石油化工原料中不可能或不經(jīng)濟(jì)地獲取到的成分。

煤焦油是煤熱解過程產(chǎn)生的液態(tài)物質(zhì),常依據(jù)其熱解條件的不同分為低溫、中溫和高溫3種形態(tài),針對(duì)不同形態(tài)分級(jí)進(jìn)行深加工研究與技術(shù)開發(fā)。高溫煤焦油是煤炭焦化的副產(chǎn)品,包含有許多的雜原子、芳香類化合物以及重金屬,并帶有一定的灰分和半焦等其他顆粒物。高溫煤焦油深加工是指經(jīng)過分餾分離出高溫煤焦油中的化學(xué)物質(zhì),產(chǎn)出珍貴的餾分,然后對(duì)其進(jìn)行深加工,生產(chǎn)多種芳香烴類化工原料和中間體。隨著低階煤熱解技術(shù)發(fā)展快速,中、低溫煤焦油產(chǎn)量有了明顯的增加。中低溫煤焦油的烷烴、環(huán)烷烴、稠環(huán)芳烴含量比常規(guī)煉焦行業(yè)的高溫焦油要低,適宜于清潔燃料和高附加值的化工產(chǎn)品。研究表明,通過中低溫煤焦油的預(yù)處理、加氫精制以及加氫催化裂化等反應(yīng),可直接將其轉(zhuǎn)化為清潔能源,在補(bǔ)充石油天然氣資源的不足的同時(shí),又可以促進(jìn)煤炭資源的高效利用、降低了環(huán)境污染的概率。

煤焦油深加工現(xiàn)狀

截至目前,煤焦油深加工的研究不再局限于煤焦油副產(chǎn)物煤與瀝青等多元化的深加工研究與技術(shù)開發(fā)、煤焦油洗油餾分的深加工和分離技術(shù)、對(duì)焦油回收工藝的流程和特點(diǎn)進(jìn)行分析與優(yōu)化的研究方面。大多數(shù)研究偏向于煤焦油精細(xì)化工路線與開發(fā)和煤焦油加氫工藝優(yōu)化2方面。

2.1 煤焦油精細(xì)化工路線與開發(fā)

因煤焦油組分復(fù)雜對(duì)煤焦油性質(zhì)以及深加工有不可忽視的影響,故研究煤焦油的組分,開發(fā)煤焦油精細(xì)化工發(fā)展路線依舊是近幾年研究中的熱點(diǎn)問題。針對(duì)煤焦油組分的精細(xì)化工發(fā)展的研究如下。

2.1.1煤焦油組分含量檢測(cè)以及質(zhì)量檢測(cè)

蓋恒軍等綜合分析了焦油的性質(zhì)和組成,闡述了油水分離困難的原因,發(fā)展了以焦油餾分為萃取劑的分離方法。通過實(shí)驗(yàn)為滿足后續(xù)處理裝置的要求找出最適條件,從而降低廢水的生物毒性。經(jīng)過模擬優(yōu)化了蒸餾裝置的改造方案和重要運(yùn)行參數(shù)。該方法簡(jiǎn)單,投資低且具有工業(yè)可行性,有望解決煤熱解中油水分離問題。

煤焦油中聯(lián)苯、苊和芴的含量在控制煤焦油深加工生產(chǎn)過程和保證產(chǎn)品質(zhì)量方面具有重要的作用和意義。江鑫等通過焦油特性分析,提出檢測(cè)的關(guān)鍵步驟,設(shè)計(jì)溶解過濾殘?jiān)试囼?yàn)及萘含量檢測(cè)試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):氣相色譜法可以檢測(cè)煤焦油中聯(lián)苯、苊及芴的含量,且具有速度快、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn);色譜柱溫度采用程序升溫法,既能保證待測(cè)試樣較好地分離,又可以縮短檢測(cè)時(shí)間。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn),確定了保證試樣檢測(cè)組分能夠完全分離的色譜分離條件。

蔡偉元等將煤焦油樣品在不同溫度下裂解,選擇氧含量穩(wěn)定值作為裂解溫度。由小到大準(zhǔn)確稱取不同質(zhì)量的苯甲酸,在試驗(yàn)條件下裂解,根據(jù)氧含量的絕對(duì)質(zhì)量和峰面積對(duì)應(yīng)關(guān)系,建立了氧含量標(biāo)準(zhǔn)曲線?瞻自囼(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果表明,該途徑可以快速、精確地測(cè)定煤焦油中的氧含量,完全能夠滿足煤焦油的質(zhì)量檢測(cè)需求。

由于氯離子具有很強(qiáng)的穿透力,對(duì)加工設(shè)備造成損壞且影響工作效率,劉瑩等針對(duì)鞍鋼化學(xué)科技有限公司煤焦油氯含量的測(cè)定方法中存在的問題進(jìn)行了深入研究,并針對(duì)性地提出改善措施,實(shí)施后,有效提高了焦油氯含量測(cè)定的精密度和準(zhǔn)確度,提高了工作效率,并延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命,滿足了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用要求,可為煤焦油氯含量分析相關(guān)人員提供借鑒。

煤焦油水分含量高會(huì)對(duì)管道、設(shè)備造成腐蝕,對(duì)煤焦油加工能耗及安全穩(wěn)定生產(chǎn)有較大影響。雷紅啟等通過對(duì)原料質(zhì)量的控制、加強(qiáng)貯槽靜置脫水等措施,可以有效地降低或消除水分對(duì)煤焦油加工的影響,保證煤焦油的安全、連續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)。同時(shí)并從多個(gè)角度對(duì)煉焦工藝、設(shè)備和裝置造成的損失進(jìn)行了分析,并提出了從源頭上控制煤焦油含水量和煤焦油中氯離子的方法。

2.1.2 煤焦油組分分離技術(shù)優(yōu)化

酚與氫鍵受體形成氫鍵的低共熔法能夠萃取煤焦油中的酚,張言等運(yùn)用這種方法具有的能耗低、污染小和效率高等優(yōu)點(diǎn),綜述了近年來低共熔法萃取分離酚的研究進(jìn)展,對(duì)影響萃取效率的主要因素、萃取劑的回收、萃取分離機(jī)理和理論發(fā)展進(jìn)行了分析總結(jié),指出低共熔法萃取分離酚存在的主要問題,并對(duì)該方法的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。同時(shí)提出:建立分離體系模型,并通過理論計(jì)算,預(yù)測(cè)了該系統(tǒng)的物性和相平衡,為優(yōu)選提取劑提供了理論依據(jù);可考慮將超聲波、微波等物理方法引入到提取工藝中,以提高HBA提取酚類物質(zhì)的效果。

張凱等結(jié)合懸浮床工藝的特點(diǎn),通過光譜分析、電子顯微鏡掃描等表征方式研究了來自煤焦油與焦炭重組反應(yīng)的甲苯不溶物的性質(zhì),由此對(duì)煤焦油體系的特殊性進(jìn)行了分析,明確了加氫生焦受到甲苯不溶物的影響情況。研究指出,針對(duì)煤焦油重組分,懸浮床加氫能夠以更高的比例回收輕油,可以保證加氫效果,能夠?yàn)榭s合的發(fā)展自由基提供幫助,有利于降低壁相焦的產(chǎn)生。

魏賢勇帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)為解決傳統(tǒng)的高溫煤焦油分離工藝能耗大、分離效果差等問題,提出了分步萃取、梯度柱色譜法、分步結(jié)晶法分離工藝,通過對(duì)溶質(zhì)、溶劑、固定相間的相互作用進(jìn)行詳細(xì)分析,得到了一系列的縮合芳烴化合物,并對(duì)一系列的有機(jī)化合物進(jìn)行了富集,其中包括縮合芳族化合物。

2.2 煤焦油加氫工藝優(yōu)化

我國(guó)的煤焦油產(chǎn)能過剩,而部分噴氣燃料稀缺,難以滿足市場(chǎng)需求,因此將煤焦油通過催化加氫的手段制成噴氣燃料,成為解決問題的關(guān)鍵,也是目前煤焦油深加工的重點(diǎn)研究方向之一。在以往對(duì)煤焦油加氫技術(shù)的路線和方法研究的基礎(chǔ)上,近年來更多的研究集中在從預(yù)處理、催化劑和反應(yīng)器等多角度對(duì)煤焦油加氫工藝的探索和研究。

2.2.1 預(yù)處理工藝精化開發(fā)

陳樹群與馬俊通過對(duì)煤焦油加氫預(yù)處理過程中經(jīng)常發(fā)生的問題(例如常減壓塔和管線腐蝕等)進(jìn)行分析,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和多個(gè)工程實(shí)踐,對(duì)設(shè)備和管線進(jìn)行了優(yōu)化,解決了煤焦油加氫管線和設(shè)備腐蝕損耗問題,保證了裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行;通過改進(jìn)加熱爐,可以有效地解決了加熱爐管結(jié)焦問題;采用1套雙螺桿泵和1套機(jī)械密封式清洗油站系統(tǒng),降低了塔底泵的能耗和費(fèi)用。

胡紅輝等通過采用過濾-汽提-除油預(yù)處理、A/O-SBR生化處理和臭氧氧化-復(fù)式曝氣深度處理的組合工藝,對(duì)某煤焦油懸浮床加氫裝置高濃度劣質(zhì)污水進(jìn)行處理,分別介紹了預(yù)處理、生化處理、深度處理的工藝;通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)采取預(yù)處理+生化處理+深度處理的組合工藝,能有效解決傳統(tǒng)廢水處理中的單一問題,同時(shí)能充分利用各種先進(jìn)的廢水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì),達(dá)到降解和去除有毒有害污染物的目的,保證高濃度煤廢水經(jīng)過處理后達(dá)標(biāo)排放。

齊君等參照國(guó)內(nèi)某50t/a中低溫煤焦油加氫裝置加工工藝的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù),用Aspen Plus軟件對(duì)煤焦油加氫工藝原料預(yù)處理工藝進(jìn)行流程模擬。通過模擬獲得了減壓塔塔板溫度分布曲線和流程工藝參數(shù),與工廠實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)基本相符,說明對(duì)該單元的流程模擬可真實(shí)反應(yīng)裝置的運(yùn)行工作狀況,為后續(xù)的節(jié)能優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,利用夾點(diǎn)技術(shù)對(duì)預(yù)處理單元換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)減壓塔塔底油的大量熱量未得到合理利用。對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造后,合理利用了工藝物流熱量,降低了減壓加熱爐負(fù)荷,減少能耗,增加年累計(jì)效益。

宋志偉等為探究鐵碳微電解法對(duì)高溫煤焦油加氫廢水的處理效果,考察了鐵碳投加量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)pH值和曝氣量等4個(gè)因素對(duì)廢水COD處理效果的影響,并通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了最佳工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用鐵碳微電解法預(yù)處理高溫煤焦油加氫廢水是可行的,其影響COD。去除率的主要因素順序依次為初始pH值、鐵碳投加量、反應(yīng)時(shí)間、曝氣量;同時(shí)通過正交實(shí)驗(yàn)研究得到采用鐵碳微電解處理高溫煤焦油加氫廢水的最佳工藝。

唐應(yīng)彪以低溫煤焦油為原料,組合離心分離、電脫鹽脫水、化學(xué)脫氯等技術(shù),對(duì)煤焦油進(jìn)行“離心分離+脫氯反應(yīng)+電脫鹽”的集中預(yù)處理,并且確定最佳操作條件,此條件可以充分降低煤焦油中雜質(zhì)含量,滿足后續(xù)催化加氫工藝的要求,為煤焦油的高效利用提供技術(shù)支持。此外,通過動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)證明,這種方法可以有效地降低煤焦油中的雜質(zhì),從而解決了煤焦油的預(yù)處理問題,并能有效地消除煤焦油對(duì)后續(xù)加氫設(shè)備的腐蝕,保證了后續(xù)的加氫設(shè)備順利運(yùn)轉(zhuǎn),并能滿足后續(xù)加氫工藝的需要。

2.2.2 催化劑性質(zhì)研究和篩選

雷雄等以γ-A12O3為載體,制備了4種不同鎳鎢質(zhì)量比的Ni-W/γ-A12O3催化劑,采用多種方法對(duì)催化劑物化性質(zhì)進(jìn)行表征,通過加氫實(shí)驗(yàn),篩選出加氫效果較為優(yōu)異的催化劑,同時(shí)分析了加氫工藝條件對(duì)加氫產(chǎn)物分布情況及雜原子脫除效果的影響。研究發(fā)現(xiàn):1)高溫不利于油品輕質(zhì)化并且會(huì)降低噻吩類有機(jī)含硫物的脫除速率,但是有利于脫除難脫除的多環(huán)含氮物;2)高壓可以抑制裂化反應(yīng)和脫氫反應(yīng),增加汽柴油的收率,同時(shí)有利于提高多環(huán)含氮物的加氫飽和反應(yīng)速率,進(jìn)而提高脫氮率;3)低空速下進(jìn)行加氫反應(yīng)有利于雜原子脫除和油品輕質(zhì)化。

李志峰等使用微型固定床進(jìn)行高溫煤焦油加氫反應(yīng),考察加氫催化劑隨反應(yīng)時(shí)間的失活情況,同時(shí)研究了高溫鍛燒和溶劑洗滌2種方法的再生效果,通過初步分析,高溫煅燒及氫氣高壓還原被確定為失活催化劑再生的有效方式,這種再生工藝既可以通過高溫煅燒來去除催化劑表面或孔道中的有機(jī)物,又可以在一定程度上改善催化劑的加氫反應(yīng)活性成分的分散和還原,從而改善了再生催化劑的性能。與此形成對(duì)比的是,在用溶劑清洗再生催化劑時(shí),再生催化劑的催化活性不能完全恢復(fù)到新鮮催化劑的氫化活性,因?yàn)榇呋瘎┛紫吨械碾s質(zhì)未被徹底清除。

呂木蘭等在固定床加氫微型反應(yīng)器上進(jìn)行NiWP/A12O3催化劑的煤焦油;锛託鋵(shí)驗(yàn),分析催化劑初期快速失活的原因,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)進(jìn)行,催化劑的加氫脫硫活性和加氫脫氧活性變化小,而加氫脫氮活性迅速下降;造成這種現(xiàn)象的主要原因是表面生成積碳,覆蓋了其表面的反應(yīng)活性中心,使加氫反應(yīng)活性下降;這種表面積碳的主要成分是芳香烴,還有少量脂肪烴。

為解決Fe、Ca沉積導(dǎo)致堵塞催化劑顆粒間、覆蓋活性中心以及床層壓快速下降等問題,吳艷對(duì)中低溫煤焦油加氫預(yù)處理催化劑(保護(hù)劑和脫金屬劑)上沉積金屬類型及分布規(guī)律進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)Fe元素在催化劑床層上的軸向沉積分布為沿反應(yīng)器從上向下方向呈下降趨勢(shì),Ca元素則無明顯分布規(guī)律,為煤焦油預(yù)處理技術(shù)發(fā)展提供基礎(chǔ)信息。

2.2.3 反應(yīng)器性能及影響

黃曄等在雙管串聯(lián)固定床反應(yīng)器上進(jìn)行了煤焦油的加氫精制-加氫裂化實(shí)驗(yàn)。在4種不同催化劑的作用下進(jìn)行了工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn),最終確定煤焦油加氫制取燃料油品的最佳反應(yīng)溫度和最佳反應(yīng)空速。利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)煤焦油加氫汽油及柴油輕餾分的烴類組成進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,按照所述的工藝加工生產(chǎn)的汽油辛烷值和柴油產(chǎn)品十六烷值較低而其余指標(biāo)可以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

宋兆洋等為了研究煤焦油加氫過程中含氧化合物的轉(zhuǎn)化對(duì)產(chǎn)物性質(zhì)的影響,在固定床反應(yīng)器上以Ni-Mo/γ-Al2O3為催化劑設(shè)計(jì)了低溫煤焦油餾分油(<240℃)加氫脫氧(HDO)實(shí)驗(yàn),探究了不同溫度、壓力和空速對(duì)加氫脫氧產(chǎn)物組成以及性質(zhì)的影響。結(jié)果得出,在高溫、高壓和低空速條件下,加氫產(chǎn)物的氧、硫和氮含量均達(dá)到車用汽油標(biāo)準(zhǔn),烷基苯和環(huán)烷烴含量增加,但加氫產(chǎn)物的辛烷值(RON)和密度較低,不得直接用作車用汽油。建立了一種用于描述煤焦油加氫脫氧的動(dòng)力學(xué)模型,加氫產(chǎn)品中的含氧量與理論計(jì)算結(jié)果基本相符。

李國(guó)峰分析了固定床上煤焦油加氫技術(shù)和懸浮床上煤焦油加氫技術(shù)各自的特點(diǎn),隨后將兩種反應(yīng)器加氫工藝技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。報(bào)告認(rèn)為,懸浮床反應(yīng)器上催化劑不容易結(jié)焦積碳,加氫活性更好,在處理雜原子含量較高的煤焦油方面更具優(yōu)勢(shì)。

王會(huì)渠采用2種串聯(lián)固定床對(duì)煤焦油進(jìn)行催化加氫制備清潔液體燃料。通過對(duì)催化劑的初步篩選實(shí)驗(yàn),最終確定了催化劑的最佳組合,并探討了加氫過程中壓力對(duì)加氫效果的影響,成功地應(yīng)用了相對(duì)較低的6MPa氫氣壓力,以獲得高質(zhì)量的煤焦油裂解產(chǎn)品。通過催化劑壽命試驗(yàn),催化劑表現(xiàn)出良好的活性穩(wěn)定性,在串聯(lián)固定床上進(jìn)行催化加氫,可以很好地提高原煤焦油的質(zhì)量。

何玉玲針對(duì)全餾分煤焦油加氫裝置極易產(chǎn)生精制加氫反應(yīng)器壓差升高的問題,結(jié)合裝置工藝配置,通過總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),從操作角度出發(fā),提出精制反應(yīng)器壓差的管控措施。這一措施已被證明能有效控制煉油廠反應(yīng)器的壓差,從而確保加氫裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷和高質(zhì)量運(yùn)行。

戴鑫在以高溫煤焦油為原料的高壓釜懸浮床加氫裂化反應(yīng)小試中,研究了催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和初始?xì)錃鈮毫?duì)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)量的影響。最后,利用最優(yōu)的工藝條件對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試,得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以為進(jìn)一步的工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

關(guān)于煤焦油產(chǎn)業(yè)問題的思考

國(guó)內(nèi)的煤焦油產(chǎn)業(yè)不論從加工技術(shù)上,還是在規(guī)模效益方面均落后于國(guó)外很多。目前,全球煤焦油年產(chǎn)量約為2t,可從中精制各種化學(xué)制品五百萬噸。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家單套煤焦油的蒸餾能力至少每年10t以上,其處理和蒸餾能力與規(guī)模效益呈正相關(guān)。受技術(shù)條件的影響,年產(chǎn)50t以上的煤焦油加工廠只能在收集的煤焦油總量比較大的情況下才能建設(shè),才可取得理想的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。然而我國(guó)大部分企業(yè)操作簡(jiǎn)單,并未對(duì)煤焦油進(jìn)行深層次開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,其產(chǎn)品工藝未能完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。對(duì)此,結(jié)合以上研究對(duì)造成煤焦油深加工能力不足的原因進(jìn)行思考和展望。

3.1 成因分析

1)煤炭資源利用方式多以燃燒與單一轉(zhuǎn)化為主,受到自身設(shè)備規(guī)模與總產(chǎn)量限制卻又追求規(guī);,使得資源利用率低;

2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合仍較為松散,企業(yè)對(duì)新技術(shù)和新型研發(fā)工藝應(yīng)用較少,使得加工技術(shù)水平不高;

3)深加工能力較低,產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量低,在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力弱;

4)在煤化工的研究發(fā)展過程中,現(xiàn)代煤化工技術(shù)與傳統(tǒng)煤化工技術(shù)之間的物質(zhì)與能量的耦合被忽視了,導(dǎo)致其孤立發(fā)展;

5)產(chǎn)業(yè)布局不合理,環(huán)境保護(hù)和能源利用效率低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平,相關(guān)產(chǎn)品的深度加工受到影響。

3.2 建議與展望

3.2.1 加大技術(shù)研發(fā)力度

引進(jìn)德國(guó)、美國(guó)和日本等煤焦油加工強(qiáng)國(guó)的先進(jìn)技術(shù)是改變技術(shù)落后、提高經(jīng)濟(jì)效益的一條捷徑。企業(yè)可以借助“中國(guó)制造2025”發(fā)展契機(jī),結(jié)合自身實(shí)際情況,通過中外合資、中外合作、購(gòu)買國(guó)外先進(jìn)設(shè)備等方式,借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù),不斷提高自主創(chuàng)新實(shí)力,積極推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)的自主開發(fā),同時(shí)進(jìn)行跨地區(qū)和行業(yè)的技術(shù)聯(lián)合,建立符合國(guó)情的煤焦油加工體系和高水準(zhǔn)的現(xiàn)代化煤化工產(chǎn)業(yè),努力實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)品的自給。

3.2.2 煤焦油加工業(yè)向大型集中化方向發(fā)展

集中開展煤焦油深加工的研究,不僅滿足國(guó)家倡導(dǎo)的科學(xué)發(fā)展觀又可以整合利用現(xiàn)有資源,減少能源的消耗;加大煤化工技術(shù)之間耦合,增強(qiáng)項(xiàng)技術(shù)與系統(tǒng)優(yōu)化集成研發(fā),也使得加工裝置更加大型化、科技化、現(xiàn)代化,提高資源的綜合利用率以及產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;同時(shí)增加企業(yè)間的技術(shù)交流、互相銜接、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,形成產(chǎn)業(yè)鏈和利益分配機(jī)制的“上下游一體化”。

3.2.3將產(chǎn)、學(xué)、研緊密結(jié)合

在煤焦油的深加工和產(chǎn)業(yè)化不應(yīng)該是企業(yè)的“單打獨(dú)斗”,更不應(yīng)該盲目的建設(shè)和投資,需要做好技術(shù)調(diào)研和市場(chǎng)調(diào)研工作。在我國(guó),有許多高等院校和科研機(jī)構(gòu)專門從事煤焦化工業(yè)的研究與開發(fā)設(shè)計(jì)工作,如中科院山西煤化所、煤炭科學(xué)研究院、太原理工大學(xué)等,企業(yè)要加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)的合作,引入新技術(shù)與人才,打造屬于自己的科研中心,主動(dòng)地運(yùn)用新技術(shù)來提高煤焦油的利用率且研發(fā)制作出新產(chǎn)品,針對(duì)這方面的項(xiàng)目也可以更好的提前預(yù)估風(fēng)險(xiǎn)、權(quán)衡規(guī)模。

3.2.4 加快開發(fā)滿足市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品的步伐

煤焦油產(chǎn)品有廣泛的應(yīng)用,如醫(yī)藥、化工、冶金和許多其他領(lǐng)域。不同的領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量和品種有多樣化的要求。因此,在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),要進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),向深加工和精細(xì)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)展,以定向制造滿足不同層次市場(chǎng)需要的產(chǎn)品,從而提高加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,加快我國(guó)煤焦油加工的發(fā)展。

3.2.5 完善煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化

目前,我國(guó)煤焦油加工企業(yè)的環(huán)境污染不容小覷。企業(yè)應(yīng)當(dāng)深化環(huán)保意識(shí),以分質(zhì)化、多元化、規(guī);、高端化發(fā)展為方向,加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和利用,積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),加大環(huán)保新技術(shù)的研發(fā)力度,對(duì)煤化工項(xiàng)目常用的廢棄物和廢水零排放工藝的核心技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā),建立穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)的煤化工循環(huán)利用工藝和設(shè)備。通過不斷的模擬和優(yōu)化,將節(jié)能減排的理念落實(shí)到設(shè)計(jì)中,實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值最大化,提高生產(chǎn)效率和環(huán)境質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化過程的清潔高效,走可持續(xù)發(fā)展的道路。

3.2.6 國(guó)家和地區(qū)可以為此提供切實(shí)的支持

煤炭是生產(chǎn)石油、天然氣和高附加值化學(xué)品的重要原料。黃河中上游地區(qū)是我國(guó)重要的煤炭聚集區(qū),目前我國(guó)的大型煤炭基地多坐落于此,同時(shí)也是煤焦油的主要產(chǎn)地。煤焦油深加工技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化研究屬于現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)區(qū)域重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目之一,也是實(shí)現(xiàn)煤炭潔凈、高效、低碳、循環(huán)發(fā)展的重要途徑,符合《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃2016-2030)》等文件中關(guān)于精細(xì)化工發(fā)展方向,是實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)的具體實(shí)現(xiàn)。開發(fā)的煤焦油深加工關(guān)鍵共性技術(shù),可有效促進(jìn)黃河中上游地區(qū)現(xiàn)代煤化工技術(shù)研究,推動(dòng)危險(xiǎn)廢物煤焦油變廢為寶、資源化和高值化利用的迫切有需求,有效改善焦炭行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,提升區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量。

因此筆者希望,國(guó)家和地區(qū)相關(guān)部門可以舉辦一些大型線上或線下的學(xué)術(shù)峰會(huì)為企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的交流提供機(jī)遇和平臺(tái),集中建設(shè)大型的煤焦油加工的基地以便企業(yè)間學(xué)習(xí)和合作,以及在政策上和資金上給予一定的支持。

結(jié)論及展望

1)近年來,大多數(shù)的煤焦油深加工研究?jī)?nèi)容為:以組分含量檢測(cè)與組分分離技術(shù)優(yōu)化為主的煤焦油精細(xì)化工路線與開發(fā),從預(yù)處理、催化劑、反應(yīng)器等角度對(duì)煤焦油加氫工藝優(yōu)化。

2)造成煤焦油深加工產(chǎn)品遠(yuǎn)少于其他國(guó)家的主要原因是其受到自身設(shè)備規(guī)模與總產(chǎn)量限制卻又追求規(guī);;產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合仍不緊密,企業(yè)對(duì)新技術(shù)和研發(fā)工藝應(yīng)用較少,使得加工技術(shù)水平不高;深加工能力不足,在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力差;現(xiàn)代煤化工技術(shù)與傳統(tǒng)煤化工技術(shù)之間各方面未緊密結(jié)合,其孤立發(fā)展;受產(chǎn)業(yè)布局影響,環(huán)境保護(hù)和能源利用效率未能到發(fā)達(dá)國(guó)家水平,影響了相關(guān)產(chǎn)品的深度加工。

今后,在推進(jìn)煤焦油深加工的進(jìn)程中,相關(guān)人員應(yīng)重視最新工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用,并結(jié)合行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行整合發(fā)展,構(gòu)建以產(chǎn)品信息和技術(shù)協(xié)作為主體內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)體系,增進(jìn)企業(yè)合作與科研交流,使得煤焦油資源得到高效、合理的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)能降耗和生態(tài)環(huán)保的良好發(fā)展。


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