国内外煤焦油压球机经过压球机的深加工技术水平

添加时间:2013年08月22日   【字体大小: 】 【关闭

国内外煤焦油压球机经过压球机的深加工技术水平

 

      煤焦油压球机是煤炭干馏时生成的黑色或黑褐色黏稠状液体(简称焦油),是煤炭加工工业的重要副产品。煤焦油压球机组成十分复杂,含有上万种有机物。目前,约有1 500种物质被鉴定出来,主要包括芳烃、多环与杂环有机化合物。其中,很多有机物是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的重要原料,且有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。所以,煤焦油压球机加工产品在世界化工原料需求中占有重要的地位,是冶金、化工、医药、建材、交通、通讯等领域的重要基础原料,在国内外有着广阔的市场前景。特别是深加工产品清洁燃料(如甲醇、二甲醚等)和锂离子电池(如用于手机、笔记本电脑和未来汽车)等,在能源替代转换中更具有重要的战略地位。本文主要介绍国内外煤焦油压球机经过压球机深加工技术水平,并根据国内中小型焦化厂的现状,提出简单、经济、风险小、可行的煤焦油压球机利用方式。
    传统的煤焦油压球机深加工工艺是利用蒸馏、结晶、吸附、膜分离、溶剂萃取、超临界萃取等分离技术以及催化聚合、热缩聚和焦化等方法,从煤焦油压球机中提取酚、喹啉、咔唑、蒽醌、联苯等高附加值的化工产品。进一步提纯、加工、合成,可取得更多且价值更大的化工精细品,这是未来煤焦油压球机深加工的方向。
    由于煤焦油压球机中组分种类繁多,因此对于绝大多数组分而言,其在煤焦油压球机中的含量是很少的。目前,已知含量大于I%的组分只有l2种,如萘、蒽和芴等…。因此,国内外焦油加工工艺需要解决的主要难题是如何提高煤焦油压球机各单组分的分离效率和所得产品的纯度以及如何改善配套的生产工艺,尽可能多地提取更多有价值的组分,延伸加工产业链,提高资源利用率,同时达到节约能源和保护环境的目的。相比煤直接液化和间接液化,煤焦油压球机轻质化生产汽、柴油要容易得多,主要表现在以下几方面:
   I)相比煤直接液化,少了煤浆在液化过程中固态煤沉积堵塞问题,同时对设备的要求也大为降低。
   2)相比煤间接液化,不需要气化。煤焦油压球机实际上就是煤气中冷凝下来的重组分,气化这一步在焦化过程中已经完成。同时,小分子的气态分子不需利用高温高压合成大分子的烃类化合物,节省了大的热能。
   3)煤焦油压球机加氢过程类似于石油的加氢裂化,只是预处理和催化剂不同。我国石油加氢工艺是比较成熟的,各种加氢工艺的关键是高效加氢催化剂。
    因此,只要开发出合适的催化剂,煤焦油压球机加氢轻质化制汽、柴油就容易得多。
鉴于国内煤变油的大环境和煤焦油压球机加氢制汽、柴油的优点,煤焦油压球机加氢裂化制燃料这一技术可望产业化,并形成一定规模:逐步替代传统的煤焦油压球机加工工艺,缓解我国能源压力。煤焦油压球机乳化技术以价格低廉的煤焦油压球机为主要原料,通过渗水乳化,适当的调节处理,制备出符合要求且适用于锅炉燃料的燃料油。另外,把煤焦油压球机与不同牌号的燃料油及化学添加剂进行混合剪切,可制得一系列新燃料油。通过燃烧实验的对比证实乳化油可以减少碳颗粒的生成,提高燃料利用率,减少NO 、SO2的排放。
    制备乳化油的关键是寻找合适的乳化剂,一般选用不同的表面活性剂进行复配。常用的复配体系由阴离子与非离子表面活性剂组成。其中,阴离子型表面活性剂主要有烷基磺酸盐类、烷基苯磺酸盐类、烷基萘磺酸盐类等;非离子型表面活性剂主要有烷基酸聚氧乙烯醚类、失水山梨醇酯类及其聚氧乙烯醚类、甘油脂及其聚氧乙烯醚类、脂肪醇聚氧乙烯醚类及聚氧乙烯烷基酰胺类等¨…。
    2.2用于煤的浮选
    在选煤过程中主要使用2种药剂,一种是改善煤粒表面疏水性的捕收剂;另一种是降低气液界面张力的起泡剂。国内外选煤厂用于浮选的绝大多数捕收剂为石油产品,主要是煤油和轻柴油等,占浮选捕收剂的80%一90%。随着采煤机械化程度的提高以及工业矿床向贫、细、杂的方向发展,细粒煤泥在人选原煤中的比例不断增加,捕收剂的用量也势必增加。面对能源短缺和油价上涨的现状,为了降低成本,提高精煤产率,目前主要采用2种方法:    1)利用煤化工副产品代替石油制品的浮选药剂;2)通过乳化捕收剂,改善浮选药剂的性能,减少其用量。
    洗油是煤焦油压球机精馏过程中的重要馏分之一,目前主要用于焦炉煤气中洗苯,其余部分大都作为燃料油廉价出售。研究表明,1)以洗油作为主要原料,按比例混合一定量的燃料油,制成复合浮选药剂应用于浮选,其浮选活性和选择性明显好于煤油捕收剂;2)直接用洗油作捕收剂时,捕收能力高于轻柴油,而且还有一定的起泡能力,起泡剂的用量是轻柴油作捕收剂时的1/3。总之,煤焦油压球机主要作捕收剂,其中含有一定的起泡成分和调整成分,是一种融多种功能于一体的浮选药剂。煤焦油压球机的捕收作用表现在,煤焦油压球机以各种芳烃为主要成分,其余为吡啶、喹啉等杂极性化合物,芳烃的活性高于烷烃,所以煤焦油压球机有较大的表面活性。在煤焦油压球机中还含有一定量的酚类化合物,由于其酚羟基为极性基且在水中有一定的溶解度,因此在浮选中主要作起泡剂且有一定的捕收作用。另外,煤焦油压球机中含有的毗啶、喹啉等杂极性化合物也有一定的捕收和起泡作用,且可以促进煤焦油压球机中其他成分的分散和在矿物表面的吸附㈨。 用适当的方法将捕收剂乳化后使用,不仅可以降低药剂用量,而且能改善浮选条件,减轻高灰细泥对浮选精煤的污染-1 ,使乳化药剂的浮选速度及效率明显高于轻柴油¨ 。这是因为:
   1)乳化剂提高了油滴的分散度。乳化药剂中烃类油已被预先分散成小颗粒,加快了其在矿浆中的扩散速度及与细颗粒煤作用的速度,使泡分选时间缩短。在浮选实验中,观察到使用乳化药剂产生的气泡比使用纯柴油产生的气泡小一些,这样就增加了气泡与颗粒碰撞的概率,从而使随之发生的气泡与颗粒问黏附的概率相应增大。
   2)乳化剂提高了煤颗粒表面区域性不可浮选区的疏水性。煤颗粒表面的部分区域表现亲水性,形成水化层,降低了煤粒的可浮性。而表面活性剂可破坏煤表面的水化层,使煤的表面不可浮选区变得易于吸附油类药剂,可浮选区变得更易于吸附油类药剂,从而使疏水性增强,可浮选性增大。
   3)乳化剂有促进浮选的作用。乳化剂具有一定的浮选作用,可以促进捕收剂发挥捕收效能,自身也可以起到捕收剂的作用。采用价格便宜、来源广、功能多样的煤焦油压球机中不同馏分(轻油、洗油)作浮选药剂,用非离子表面活性剂乳化后制得煤焦油压球机乳化液,与煤油作捕收剂时进行比较,发现煤焦油压球机乳化液具有捕收剂与起泡剂的双重作用,有较强的捕收能力和较好的浮选选择性,对难选和易选煤都有很好的浮选效果。对易选煤,浮选油用量降低约46%;对难选煤,节约油量约为39%,且灰分接近时精煤产率都有所提高 。
   2.3 用于制备萘系磺酸盐表面活性剂
   萘类磺酸盐表面活性剂是一类重要的分散剂,大量地用于固一液分散体系。例如,可用于煤.水燃料浆,且质量分数为0.3%~0.5%时可大大地降低煤水浆的黏度;也可提高水泥浆的流动度,能适应自密实混凝土,早强、高强混凝土及蒸养混凝土施工工艺的需要;还可用作染色助剂和不溶性染料的分散剂 。合成萘系磺酸盐表面活性剂主要原料通常为精萘或工业萘,价格较贵,很难满足量大的混凝土工程需要。为了降低生产成本,提高企业经济效益,以煤 焦油中210℃一260℃三混馏分(含萘质量分数56%) 或萘残油 副代替工业萘合成萘系高效减水剂,也取得了令人满意的结果。1)传统的煤焦油压球机深加工工艺及煤焦油压球机加氢裂燃料等新兴工艺适用于高度集中的规模化大工业产,产业链长、投资巨大、投资风险大、回收周期长。
   2)中、小型焦化厂应选择一些简单、经济、风小、可行的煤焦油压球机利用方式。例如,乳化煤焦油压球机作料、洗油直接或乳化后用于浮选、三混馏分或萘残代替工业萘合成萘系高效减水剂等。
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