钢企如何“挖宝”煤焦油深加工？

钢铁企业具有丰富的煤焦油资源和焦炉煤气资源，通过煤焦油深加工可以提高利用效率，是钢铁企业能源综合利用的重要途径。焦油加工与炭黑项目蕴藏着巨大的潜力，钢铁企业如果将二者结合起来，能够把加工提到一个新水平，可以取得更高的经济效益。该项目可以实现焦化副产品的高附加值利用，有较好的经济效益和社会效益。 

　　煤焦油加工日益受重视 

　　煤焦油是炼焦工业煤热解生成的粗煤气中的产物之一，其产量约占装炉煤的3%~4%。煤焦油是主要由苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃组成的混合物，其成分达上万种，组成极为复杂。煤焦油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、通信等领域的重要基础原料。 

　　我国煤焦油深加工业是随着炼焦工业发展起来的。煤焦油深加工项目在原料产地建厂，或有实力的焦化企业向煤焦油深加工方向发展，符合国内产业发展趋势，也是受国家鼓励的发展方向。近年来，我国不断上马煤焦油深加工项目。煤焦油的主要消费市场是煤焦油深加工（酚、蒽、工业萘、煤沥青等）、炭黑油、替代重油进入燃料炭黑反应炉等。其中，煤焦油深加工需求最多，其次是做炭黑原料油用。副产品炭黑作为轮胎等橡胶制品的重要填充补强材料，其需求量将迅速增长。从目前煤焦油行业的发展情况来看，国内的煤焦化行业正处于一个重要的整合变革时期，未来的煤焦油工业正向集中化、精细分离、深加工、新材料合成方向发展。 

　　国内，宝钢从日本引入的煤焦油加工装置最为先进，其次是鞍钢、武钢、本钢。宝钢化工公司正着手准备建设一个国内一流的大型煤焦油蒸馏装置，从法国BEFS公司引进了蒽油加工技术。随着该公司数套煤焦油新装置的建成和开工，我国煤焦油加工将进入一个新的发展时期。 

　　钢厂涉足煤焦油精加工有基础 

　　原料质量有保证。煤焦油为原煤炼焦后的副产品，受焦化原料煤成分和焦化生产条件的影响，质量波动大。有的焦化厂选择原料煤时，为降低成本常用一些质量不同的混煤。炼焦条件也有不同，有的出焦时间为12小时~14小时，有的达到18小时~20小时。再加上存放、脱水条件不同和有无除渣器等原因，煤焦油成分常出现波动。而在钢铁厂特别是大中型钢铁厂，其焦化厂单炉生产能力都在40万吨、总能力100万吨以上，出焦时间稳定，有专门的除渣器，这样可以很好地保证煤焦油质量的相对稳定、水分低、沥青含量少，有利于煤焦油的精加工和炭黑产品质量。而且企业本身就可以提供满足项目需求的煤焦油原料，避免受到原料市场价格变化的影响，并解决了长途运输等费用，体现了成本优势。 

　　焦炉煤气热源充足。煤焦油深加工的热源一般以燃料油的燃烧为主，对燃料油的基本要求是热值高，对水分、固态杂质、沥青、黏度和K、Na含量也有要求。水分高会因蒸发吸热降低热值；固态杂质和沥青含量高会结焦堵喷嘴，降低雾化效果，影响燃烧；黏度的变化也会影响雾化和火焰形状；K、Na含量高会恶化炭黑的结构；燃料油为热源则生产成本较高。 

　　而钢铁厂每天都有足够的焦炉煤气可以供应，还具有复杂的成型管道网络便于输送，提供了丰富的燃料原料的资源优势；在工艺上取消了燃料油储存、加热、加压、过滤系统，增加煤气加热和过滤系统，杜绝了燃烧炉的结焦问题，降低了炭黑中的杂质和筛余物；减少了吹焦停机次数和停机时间，生产的连续性提高；焦炉煤气的流量易于控制调节，炉温的稳定性和炭黑产品的质量提高；简化了操作，降低了职工劳动强度。 

　　尾气可以充分利用。钢铁厂自身具有焦炉和发电厂，生产尾气可以作为生产焦炭的热源，或者通过管道并网发电。 

　　废水、废渣得到解决。废水可以利用现有焦化厂的污水处理装置进行一同处理，废渣可以配入煤中进行炼焦或者应用于煤调湿。 

　　工艺流程符合循环经济特点 

　　钢铁企业可以采取焦油蒸馏—油品配制—炭黑生产的工艺路线，合理配置物流、能源综合利用和“三废”处理设施，建设焦油加工和炭黑生产线，实现循环经济和清洁生产，把煤焦油加工产品炭黑油作为主要原料发展方向。 

　　煤焦油精加工工艺方案。原料焦油由泵抽吸，经过换热器、管式炉与烟气换热后，进入预热器加热，再进入预脱水塔、脱水塔。脱水焦油由脱水塔塔底抽出，经加热炉加热后进入主塔的下部。主塔为减压操作，自塔顶馏出酚油，侧线分别切取萘油、洗油、一蒽油和二蒽油馏份。这些馏分经冷却、分离后，部分酚油、萘油、洗油送至馏份洗涤装置，一蒽油馏份、二蒽油馏份送至油槽，再定期送成品油库装置。 

　　焦油蒸馏采用常压共沸蒸馏脱水和减压一塔式切取三混馏分工艺；工业萘蒸馏采用单炉双塔差压蒸馏工艺；改质沥青采用管式炉加热，所有管式炉采用蓄热式燃烧技术，大大提高了热效率；尽可能充分利用高温流体的热量，如将软沥青、三混馏分和蒽油的高温余热用于槽罐保温和原料加热及产生低压蒸汽等。馏分洗涤采用连洗工艺，酚盐分解采用二氧化碳和硫酸法复合分解工艺。这些工艺都是目前国内焦化行业生产实践中的先进工艺。 

　　炭黑生产工艺。煤气、空气经预热后在炭黑反应炉燃烧产生2000℃的高温气流，进入反应炉的喉管段；炭黑油用油泵抽吸，经预热后通过原料油喷嘴径向喷入反应炉的喉管段，与高温燃烧气流混合后，迅速裂解并生产炭黑；在反应炉后部，直接把水喷入高温炭黑烟气中，使其温度迅速降低，经过高温预热器、余热锅炉、原料油预热器、二次急冷烟道，进入炭黑收集系统；冷却烟气进入主袋滤器。附在袋滤器上的炭黑用主袋滤反吹风机定期进行吹扫，使其落入袋滤器贮斗。由主袋滤器收集的炭黑分别经主袋滤器气密阀进入风送系统。袋滤尾气用尾气加压风机将其20%送到尾气燃烧炉，作为干燥机热源，其余80%尾气可用于发电。粉状炭黑由主供料输送器送入湿法造粒机进行造粒；进入干燥机进行干燥；粒度符合规格的炭黑由产品输送器送到产品贮罐中，然后用包装机进行包装。 

　　该工艺主要设备包括五段炭黑反应炉、高温预热器、原料油预热器、主袋滤气、排气袋滤气、湿法造粒机、干燥机、筛分机等，采用850℃高温空气预热器、2000℃炭黑反应工艺及配套设备，达到优质、高产、低耗、节能、环保的目的，产品将具有较强的竞争力。 

　　水、气、渣、声全面环保 

　　煤焦油环保主要是指对焦油加工过程中所产生的废水、废气、废渣的处理。 

　　废水。废水主要来源于包装间等操作场所的地面冲洗水，以及生活污水蒸汽站排污和水质软化废水等，废水中的有害物主要是炭黑。焦油加工产生的废水，可以集中收集，利用焦化厂污水处理装置进行一同处理，经蒸氨、脱酚、生化处理后循环使用，达到零排放，钢铁企业可以节省污水处理装置方面的投资。 

　　废气。废气处理主要是指焦油加工过程中的放散气和沥青烟气的处理。采用管式炉烟道气中的二氧化碳代替硫酸分解酚钠工艺，既减少了二氧化碳的排放量，又减少了硫酸钠废水的产生。分解后产生的碳酸钠废水经苛化处理，生成碳酸钙和氢氧化钠稀溶液，氢氧化钠稀溶液再回到洗涤工段循环使用，既节省了氢氧化钠的用量，又大大减少了废水的产生。另外，各装置的尾气经集中处理后，引入管式炉焚烧，既节省了燃料，又改善了环境，符合国家清洁生产的要求。 

　　废渣。焦油加工产生的废渣只有焦油渣，可以配入煤中进行炼焦或者应用于煤调湿。 

　　噪声。该装置的噪声污染源主要是鼓风机、粉碎机和各种机泵。 

　　利用先进工艺技术促节能 

　　焦油深加工是高耗能过程，焦化厂拥有足够的焦炉煤气和管道网络等辅助设施，可以为反应炉提供热源；否则使用燃料油为热源，生产成本相应增加。 

　　煤焦油深加工的节能措施。为了大量节能、降低消耗，设计中可以采用先进的节能工艺、技术和措施：焦油和工业萘蒸馏采用减压蒸馏工艺，使整个蒸馏过程能耗降低，减少能量损失；各个物料与工艺中热馏分充分换热，减少蒸汽、煤气耗量，节能降耗；采用新型的蓄热式一段燃烧管式炉技术，直接将排烟温度降低到130℃，不仅直接降低燃料消耗，而且工艺控制更加便捷，将因供料泵故障停工的概率降低了一半，还减少了老式管式炉配套的低压蒸汽系统、热水循环系统和烟气余热回收系统，既节省投资又有利于生产操作；根据馏分的不同特点采用不同的冷凝冷却方式，使工艺过程的用水量大大减少；装置的规模化可使耗电量大大降低。 

　　炭黑油制炭黑的节能利用。炭黑装置采用的原料油是焦化副产品，该副产品不是简单作为燃料烧掉，而是作为原料，提高了资源利用率。该工艺充分利用炭黑反应过程中产生的热量，对原料进行预热，将无用的反应热资源化。为使能源得到充分利用，降低生产成本，减少大气污染，该装置的80%的炭黑尾气用于锅炉或发电做燃料，另外20%的炭黑尾气送至装置内的尾气燃烧炉用于干燥炭黑，其燃烧的废气经脱硫达标后排入大气。