煤化产业高峰论坛演讲稿2.docx

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煤化产业高峰论坛演讲稿2

煤焦油、重苯深加工及奈法苯酐工艺简介

各位来宾、同行们：

爱润森德（天津）能源科技有限公司，是天津大学化工学院的教授参与的，主要从事能源、生物、环保、节能应用的技术开发、转让，工艺设备技术开发，工业废旧设备的拆解，清洗；以及萃取、吸收、分离塔的设计制造，中试装置设计。

公司通过与北京石油化工学院、天津大学、化学工程联合国家重点实验室（天津大学）联合开发煤化工、石油化工等的工艺，对煤焦油、粗酚、洗油、蒽油的深加工、针状焦工艺以及粗苯的萃取精制有着专有的技术。

公司下设一个设计院。

今天，我代表公司参加此次煤化工产业高峰论坛，能在这里跟各位业内精英一起探讨煤化工行业的发展前景，深表荣幸。

下面，我将从煤焦油深加工工艺、重苯深加工以及工业萘制取苯酐，三个方面阐述一下我对煤化工行业发展前景的认识。

据市场调研，2011年我国煤焦油总产能在2200万吨左右，而需求量在2690万吨，2012年需求量更是达到了2865吨，在当前高原油价格的背景下，石油化工原料成本不断攀高，煤焦油加工企业逐年增长，导致煤焦油加工能力严重过剩，2011年我国深加工实际开工率在6成左右，2012年上半年，深加工平均开工率更是只有4成左右，煤焦油深加工装置严重过剩，面对煤焦油资源的竞争愈加激烈，我国煤焦油加工产业面临着产业升级，发展趋势向加工集中化、装置大型化、精细化方面发展，用来提取高附加值产品。

首先，重点介绍一下煤焦油深加工工艺。

煤焦油加工是我们做精深加工的前提基础，效益的主要来源，国内外的煤焦油加工方式有很多种，究竟采取哪一种方式要从这几个方面看：

1、规模和技术的先进性

2、运行中的节能降耗和投资回收情况

3、工艺的稳定

4、产品市场定位及用途

煤焦油的其他的产品一般来说用途都差不多，决定不了工艺的差异性，但是，产量最大的产品煤沥青的用途，完全可以左右加工工艺，如果我们需要规模大和获取好的炭黑原料油，企业的资金雄厚、发展思路为做大做强，那么，最好使用减压工艺，节能明显和炭黑原料油的质量稳定。

国外的减压工艺运行很好，但是国内的减压工艺一定要详细论证和慎重，大家都知道，有几家减压工艺开车用了很长时间，把企业拖得步履艰难。

如果需要规模中等以下和获取好的碳素原料，企业的发展思路为做强做大，得到好的投资回收率，建议使用国内闪蒸聚合工艺，运行稳定，加工费用很低，在同等市场条件下，有的工艺一直在亏损，本工艺却稍有盈利，投资仅为相同传统使用改质釜工艺的2/3，且中温沥青、中温改质、改质沥青、软沥青、炭黑油都可以生产，装置为地点山东、吉林、四川、江西萍乡、山西汾阳。

本工艺也包括焦油蒸馏、馏分洗涤和工业萘蒸馏三个工段，其中馏分洗涤包括馏份洗涤包括馏份脱酚、酚盐分解。

后面的两个工段变化不大，主要是前面的焦油蒸馏，着重分析一下本工艺。

（见工艺图）

原料的预处理

原料的煤焦油输送到静置分离箱，一次性除去水分及灰分。

（如果通过静置分离未能除去水分、灰分，可选用离心机）

煤焦油蒸馏

煤焦油蒸馏工艺由脱水塔、常压蒸馏塔构成。

原料焦油在油库脱水后，经泵送至中间槽区的两台焦油中间槽，其中一台接受焦油并静止脱水，焦油分离水排至氨水槽中。

另一台用于焦油蒸馏生产。

原料焦油用焦油输送泵从焦油中间槽抽出送入焦油预热器，用蒸汽加热至110℃，接着送入三混油热交换器/一蒽油热交换器与三混油/一蒽油进行热交换，加热至120—130℃后进入一段蒸发器。

焦油中含有的大部分水分和一些轻油汽态从塔顶逸出。

经1#轻油冷凝冷却器冷凝到50℃而进入油水分离器分离出轻油和水，分别进入轻油槽和氨水槽。

一段蒸发器底部的焦油经泵抽出，调节其流量送到沥青热交换器换热，升温到245℃，再进入管式炉加热，焦油温度达到340℃后，进入二段蒸发器。

二段蒸发器内汽化的混合馏分由塔顶进入馏分塔被分离成各种馏份，塔顶馏出轻油，经2#轻油冷凝冷却器冷凝器冷却到50℃，然后进入油水分离器分离出轻油和酚水，轻油油大部分经回流泵送往塔顶控制塔顶温度，分离出的酚水排放到酚水槽中。

从主塔采出的三混油通过与焦油换热后，温度降到100℃，进入三混油冷却器，用温水冷却到70℃，送到未洗三混油槽。

从主塔采出的一蒽油通过与焦油一蒽油换热后，温度降到160℃，进入一蒽油冷却器用温水冷却到80℃，送到一蒽油槽。

塔底二蒽油送到二蒽油冷凝冷却器，冷却到140—150℃的二蒽油自流入二蒽油槽中。

二段蒸发器塔底沥青自流进入沥青热交换器，同脱水塔来的焦油换热，被冷却到220℃。

冷却后的沥青一部分送至改质沥青装置作原料，另一部分在管道内与脱晶蒽油，闪蒸油配合调制成软沥青或生产中温沥青。

本工艺的改质沥青、中温沥青等产品都是在闪蒸塔内完成、为同一种装置，没有再设置改质釜等设备及其配套设备，节省投资。

节省用地。

由于采用新工艺，焦油蒸馏、洗涤分解、工业萘蒸馏等工序可以布置在同一幢主厂房内，槽罐区、泵房、管式炉区等按功能分区集中布置，节省大面积的用地。

综上所述，煤焦油的精细化工发展水平取决于投资和市场，一般而言，随着加工深度的增加，产品的附加值增高，同时投资也增大。

在深加工中要考虑设备和工艺上的先进性，根据市场需要及时调整产品质量品种。

煤焦油的集中加工是现代化工业发展的必然趋势，也是国家的一项技术政策，如何提高资源利用率、扩大品种、搞深度加工，对产品结构延伸，致力于新产品的开发、减少污染，同行业加强信息交流，是煤焦油加工企业的必由之路，生存的良策。

接下来，讲述一下重苯精馏工艺的开发与应用。

重苯是粗苯加工过程中，从塔底分离出来的重组分副产物，主要成分为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯（以上几种以下简称“轻质芳烃”）、萘、α-甲基萘、β-甲基萘、茚、古马隆等，另有少量的苯乙烯以及酚类物质等，其中萘、α-甲基萘、β-甲基萘、茚、古马隆等附加值较高，对其提取出来很有必要。

1重苯目前加工方法

1）生产古马隆树脂。

通过在催化剂的作用下，重苯热聚成大分子量的古马隆树脂，广泛应用于橡胶、轮胎、三角带、输送带、油漆、油墨、防水、胶管等行业。

不过由于石油树脂在价格和性能等方面比古马隆树脂更具有竞争力，并且古马隆树脂有毒，因而逐步被石油树脂取代，这样重苯用于加工古马隆树脂的装置也越来越少。

2）重苯中含有大量市场价值较高的芳烃组分，可通过加氢精制或直接分离加工的手段等，将其中的芳烃组分提取出来。

但是目前分离提取重苯中芳烃组分的技术少、难度大、利润空间小，需要做更深一步的研究。

3）将重苯作为粗燃料油或溶剂油处理。

这是目前国内重苯加工最多的途径，但由于重苯中含有一定量的O、S、N等杂环化合物，作为溶剂油使用除稳定性差外，还具有刺激性气味，直接作燃料油使用时，不但品质不高，而且燃烧时会造成一定的环境污染。

以上加工方案均只是对重苯进行初步加工，充分利用其特性，但技术水平相对较低，没有充分利用其中的有效成分，对重苯组分的利用效率不高。

术少、难度大、利润空间小，需要做更深一步的研究，我们设计院根据市场的需求，经天津大学国家精馏实验室分析计算，开发出了完整的工艺路线，并且1、2、3万吨加工、常减压都有，并且运行良好。

重苯深加工的工艺路线如下。

重苯精馏工艺（见工艺图）

通过对现有的重苯加工装置进行调研，并参考已有的苯加氢工艺技术，对重苯中的部分成分进行分离精制，利用其中各种物质的沸点不同进行加工，通过改变压力大小，提取其中的工业萘、甲基萘等，其他成分作为轻油、洗油、重油、沥青或溶剂油等。

工艺流程（常压2万吨）：

双炉双塔蒸馏过程由两台蒸馏塔和两台导热油塔釜组成。

自原料中间槽A/B来的85~90℃的脱水重苯经初馏原料泵、萘油换热器与精馏塔顶工业萘蒸气换热至200~210℃后进入初馏塔中部，塔顶蒸出的溶剂油馏分经溶剂油冷凝冷却器冷却至60℃左右入溶剂油油水分离器（回流柱），部分回流，部分经回流泵入溶剂油产品槽。

侧线采出含古马隆馏分的溶剂油，经冷却后自流入成品槽，初馏塔釜~245℃物料经管式炉加热循环后部分返塔，部分经循环泵打入精馏塔中部。

精馏塔塔顶蒸出的工业萘馏分经萘油换热器、工业萘汽化冷却器冷却至95~105℃左右入萘回流柱，部分回流，部分经回流泵入萘中间槽，中下部采出甲基萘馏分，塔底采出燃料油，燃料油经导热油塔釜加热循环后部分返塔，部分经燃料油冷却器外送。

减压为3万吨，特点见工艺图。

工艺特点为：

1）精馏装置简单，产品简单。

2）工艺流程简单，易于操作。

3）装置设备均较为简单，投资省，利用效率高。

由此可见，对重苯进行深加工，不仅可以减轻环保压力，还可以实现资源综合利用，增加了经济效益。

最后，跟大家探讨一下工业萘制取苯酐的技术。

苯酐分析及技术经济评价

工业萘生产苯酐的收率为;1吨工业萘生产0.98-1吨苯酐，1吨邻苯可以生产1-1.1吨苯酐，催化剂为同一种，都是北京产的，不用国外的，装置一样，只是工业萘加了个预热装置。

上世纪80年代开始，由德国巴斯夫公司开发的工业萘流化床法制苯酐，但由于当时萘来源有限，价格较贵，使苯酐发展受到限制。

同时，石油化工的发展提供了大量价廉的邻二甲苯，美国首先实现邻二甲苯法制苯酐，奈法逐渐被取代。

近年来，由于国家调控，以及工业萘作为减水剂的用量逐渐被环保型减水剂替代，使工业萘价格大幅下降；另一方面，作为石油产品的邻二甲苯价格不断上涨，导致邻二甲苯法苯酐生产装置难以维持，而在萘来源充足且价格便宜的情况下萘法苯酐生产装置具有了较大的竞争力。

2010年之前，工业萘价格和邻二甲苯价格相差无几。

在工业萘价格大幅下滑的同时，邻二甲苯价格却保持着10%以上的增速。

近期，邻二甲苯价格在12000元/吨，而工业萘价格为6000元（左右）/吨，据业内人士预计，如果邻二甲苯和工业萘价格比为1.2，则两种路线的生产成本相当；如果该比值提高到1.3以上，萘法苯酐就会体现出经济性，工业萘需求就可能大幅增加。

现在很多邻法苯酐厂家正在积极改造或新建萘法苯酐，从长远看这种情况很有可能改变苯酐市场的格局。

采用固定床空气催化氧化法生产苯酐工艺流程

固定床萘法苯酐生产工艺主要包括：

供风系统、萘汽化系统、反应系统、凝华系统和精馏系统等。

与其它苯酐生产工艺区别较大的主要在于供萘系统、反应操作控制系统和精馏系统，以下将重点讲述。

供萘系统

液体工业萘进入萘汽化釜经过加热汽化，与净化空气在反应器进料混合器中充分混合，进入反应器。

萘汽化釜采用蒸汽间接加热方式，将其温度加热至200℃~240℃左右，萘汽化进入反应器。

萘蒸汽可能会夹带少量液体萘，这样会造成反应器局部反应过于剧烈而烧坏催化剂，甚至引起爆炸等事故发生；另外萘蒸汽在输送管道内凝结，导致管道内结焦，在一定温度下，可能会导致爆炸事故发生。

因此，萘汽化釜要做好汽液夹带的防范措施，主要有以下一些方法：

一是增加萘汽化釜的容积，保证有足够的蒸发空间；二是在萘汽化釜顶部出口适当增加液体滤网，有效阻止液体带入反应器；三是在萘蒸汽管线上增加高压蒸汽夹套伴热，保证萘蒸汽不在管道内凝结积聚。

通过以上一些措施，可以保证萘系统进料的稳定运行，保证反应器安稳运行。

反应系统

净化空气和萘蒸汽在进料混合器内充分混合，混合器为文丘里式结构，混合后的反应气体进入固定床反应器顶部，经过反应器三段床层（从上到下依次标记为C、B、A）反应后自反应器底部排出，进入凝华系统。

反应空气初始流量一般为3Nm3/h，然后风量可以每小时提高0.1~0.15Nm3/h的速度逐步提高。

如果热点温度接近440℃，则应降低盐浴温度1℃（每次0.5℃）。

如果热点温度急剧下降，则暂停提高风量。

随着热点曲线的发展，热点一般出现在C层，随着催化剂使用时间延长，热点可能会逐步移至B层。

在保证热点温度小于等于440℃的情况下，每天可以小幅提高萘负荷，每天准确数量需要根据实际的热点温度来决定。

一旦热点温度大于等于437℃，就必须暂停增加负荷。

盐浴温度以每天0.5℃~2℃（最大2℃）的速度逐渐降低至365℃，此后每天最多下降1℃直至最终控制温度：

345℃~358℃。

该温度最终还要依据热点曲线发展、苯酐收率以及副产品组成情况来决定。

　凝华系统

反应产物气体以360℃~400℃离开反应器，在两段式气体冷却器中被冷却到170℃~180℃左右。

两段式气体冷却器出口温度保持在165℃以上，将无固体和液体的苯酐从反应产物气体中析出，冷却后的反应产物气体进入冷凝部分。

在冷凝部分，反应产物气体经过切换冷凝器凝华，切换冷凝器是按设定的周期顺序进行负荷和卸载，使苯酐从反应产物气体中分离出来，进入粗苯酐中间罐。

反应产物气体在160℃~180℃离开两段式气体冷却器，反应产物气体混合物在U型翅片管切换冷凝器中进一步冷却到凝华温度，几乎所有的苯酐均凝华为固体，而主要的副产物仍为气体，气体离开切换冷凝器的最佳温度约60℃~65℃。

温度太高，仍有部分苯酐未凝华而造成苯酐损失；温度太低将有太多的副产物被捕集下来而影响精制质量。

另外在温度低于60℃以下时，会发生露点腐蚀现象，而且还会生成亚铁盐物质，给安全生产带来隐患。

切换冷凝器在自动的电子时钟顺控系统的操作下，其中始终有一台处于卸载（熔化）状态，其余为负载（凝华）状态。

切换冷凝器的苯酐的损失小于0.5%。

精馏系统

　预处理

粗苯酐中间罐的粗苯酐由粗苯酐泵送入预处理罐中，进行预处理。

预处理在真空、260℃~285℃下，使邻苯二甲酸脱水成酐、萘醌分解。

粗苯酐由液下泵送入粗苯酐加热器用超高压蒸汽加热，将粗苯酐加热到200℃~240℃左右后送入苯酐预处理罐，处理罐设置电搅拌器和电加热器，罐内温度控制在260℃~285℃，预处理过程中添加少量Na2CO3溶液（加入量约为粗苯酐量的3‰），在加热过程中杂质缩合为易于精馏分离的不挥发的高聚物。

在预处理过程中由于温度较高，极易发生闪爆，所以系统安装有氮气保护装置，在消除真空时必须补充氮气避免发生危险。

苯酐精馏

苯酐精馏设置两个塔，预处理好的粗苯酐先经过轻组分塔脱出其中的轻组分，然后自压进入纯苯酐塔，产出合格苯酐产品。

纯苯酐塔塔顶得到的纯苯酐合格后进入纯苯酐中间罐，再由泵送入结片包装单元；塔釜的残渣连续送入残渣浓缩单元。

萘法制苯酐催化剂简介

近代工业上萘催化氧化的催化剂是以V2O5为基础的催化剂，它是选择性最好、活性相当高的催化剂。

用熔融方法制得的V2O5（简称熔钒）比在低温下分解钒酸铵而制得的疏松的粉末状V2O5更好。

其中得到广泛应用的是V2O5-K2SO4-SiO2型催化剂，它既可用于固定床反应器，又可用于流化床反应器。

有人提出加入某些金属的硫酸盐，如Cr2（SO3）3，CuSO4，Ag2SO4等，可以改善钒催化剂的选择性，其中Cr2（SO3）3的效果最好，也可添加P2O5。

氧化钼型催化剂，或是添加少量磷的钼催化剂，后一种催化剂在450℃进行萘的氧化，邻苯二甲酸酐的选择性可达90%。

但是我国对催化剂的研发却一直处于相对落后的状态，致使国内一些厂家一直在使用进口催化剂进行生产。

面对技术相对先进的国际市场，我们应该加快催化剂的国产化步伐，同时对大型苯酐氧化反应器的国产化步伐也要加快。

为了提高自身的竞争力，各生产厂家　应在加强工艺改进的同时，还要不断开发新技术，以提高单台反应器的生产能力，降低产品的能耗，力求在大量进口产品的冲击下，在国内苯酐市场站稳脚跟并冲向国际市场。

煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。

以上，就是我对煤化工行业发展前景的一些观点，希望大家一起探讨议论，使我国煤化工行业未来发展前景更加广阔。