探析煤焦化過(guò)程中精餾技術(shù)的發(fā)展以及面臨挑戰(zhàn)

趙偉喆(云南煤業(yè)能源股份有限公司 云南省昆明市 650302)

由于生產(chǎn)技術(shù)、相關(guān)政策、歷史遺留以及管理觀(guān)念等多方面的影響，在煤焦化生產(chǎn)過(guò)程中，精餾技術(shù)還存在著一系列的問(wèn)題，不符合科學(xué)發(fā)展觀(guān)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。具體表現(xiàn)為生產(chǎn)效率低下，自動(dòng)化程度較低；產(chǎn)品的生產(chǎn)精度較低，品種較少；能源消耗量大，造成極大的浪費(fèi)；生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境造成較大的污染；企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈較短，社會(huì)功能有待提高。面對(duì)這種情況，生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)工藝和技術(shù)的創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率和資源利用率。

一、煤焦化過(guò)程中精餾技術(shù)的發(fā)展

1.生產(chǎn)工藝的改進(jìn)

在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，有些企業(yè)借用了石油化工的先進(jìn)理念，使精餾生產(chǎn)得到強(qiáng)化。例如，寶山鋼鐵公司最早在生產(chǎn)過(guò)程中引進(jìn)了日本的焦油減壓精餾工藝，之后，和胃唐山鋼鐵集團(tuán)、山東濰焦集團(tuán)、山西洪特集團(tuán)等也相繼對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的焦油減壓工藝進(jìn)行了引進(jìn)，并且促進(jìn)了本企業(yè)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的提高。

另外，在粗苯精制過(guò)程中，大多數(shù)企業(yè)都改變了傳統(tǒng)的兩塔式流程，開(kāi)始采用側(cè)線(xiàn)分流的一塔式富油脫苯工藝。一塔式富油脫苯工藝是利用單個(gè)精餾塔將重苯、輕苯、萘油從精餾段的不同位置采集出來(lái)的過(guò)程，使生產(chǎn)流程大大縮短，減少了生產(chǎn)成本，提高了能源利用率。

2.設(shè)備的更新

新時(shí)期以來(lái)，為了使煤焦化精餾過(guò)程的效率有效提高，許多研究院所在滿(mǎn)足煤焦化精餾過(guò)程精細(xì)化、大型化的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了更新，對(duì)導(dǎo)向浮閥、立體傳質(zhì)塔板、新填料、斜孔塔板等高效的精餾塔內(nèi)件進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，并且取得了良好效果。其中，斜孔塔板具有阻力小、板效率高、防堵效果好、處理量大等優(yōu)勢(shì)，有效的提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率。高效填料也在焦化產(chǎn)品的分離精制過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，并且取得了不錯(cuò)的效果。

3.降低熱能消耗

煤焦化精餾過(guò)程是由多個(gè)高溫加工階段形成的，近幾年來(lái)，企業(yè)對(duì)工藝和流程的熱能的有效利用的關(guān)注程度大大提高了，改變了以往僅關(guān)注能量效率的生產(chǎn)理念。生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始對(duì)熱能進(jìn)行梯級(jí)耦合利用，并且采用能夠產(chǎn)生較多剩余熱能的設(shè)備，使能源的消耗量大大降低。

4.節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境

近幾年來(lái)，大多數(shù)企業(yè)都改變了以往水蒸氣提餾的方式，采取合理措施，使生產(chǎn)過(guò)程中的污水排放量大大減少。比如濟(jì)南鋼鐵公司和清華大學(xué)共同研究開(kāi)發(fā)的導(dǎo)熱油的加熱方式，能夠增強(qiáng)傳熱的推動(dòng)力，還能夠降低污水排放量，取得了很好的減排效果。另外，負(fù)壓操作不僅能夠使組分之間的相對(duì)揮發(fā)度提高，還能夠避免蒸汽冷凝帶來(lái)的廢水，也是一種有效的減排方式。

二、煤焦化過(guò)程中精餾技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

1.計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步

隨著先進(jìn)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，模擬計(jì)算的方式有了一定的進(jìn)步，然而，要想保證煤焦化過(guò)程中每一個(gè)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，是存在著一定難度的。為了能夠?qū)⒚航够^(guò)程進(jìn)行精確的描述，清華大學(xué)根據(jù)虛擬組分的計(jì)算原則實(shí)現(xiàn)了煤焦油的組分，具體來(lái)說(shuō)包括以下幾個(gè)方面：第一，根據(jù)未知組分的性質(zhì)，將其劃分為虛擬組分。第二，如果已知組分的實(shí)際含量，則使其以實(shí)際組分的形式顯示。第三，對(duì)于高溫組分可以進(jìn)行簡(jiǎn)略劃分。

2.精餾新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)難分組分的分離，就要采用一些特殊的精餾技術(shù)。萃取精餾技術(shù)在焦化苯的精制過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用，由于焦化產(chǎn)品精制過(guò)程中組分的熔點(diǎn)較高，可以將精餾耦合和熔融結(jié)晶進(jìn)行融合。如今，人們對(duì)于焦化產(chǎn)品的純度提出了更高的要求，因此，要對(duì)精餾新技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，著力開(kāi)發(fā)分離能力較高的現(xiàn)金精餾和耦合技術(shù)。

3.建立能量評(píng)價(jià)體系

煤焦化過(guò)程中存在著大量熱源，具有較大的節(jié)能潛力，以往進(jìn)行回收工藝流程的制定時(shí)，往往只重視能量，忽視了能質(zhì)的作用。因此，在未來(lái)的煤焦化過(guò)程中，要在做好量化分析的基礎(chǔ)上，從能量和能質(zhì)兩方面出發(fā)對(duì)節(jié)能的效果進(jìn)行分析和研究。另外，生產(chǎn)企業(yè)還要著力于將精餾的分離過(guò)程與焦化的能量進(jìn)行結(jié)合的技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。

4.保證生產(chǎn)裝置的大型化

大型化的生產(chǎn)裝置能夠增加精餾的規(guī)模和效益，因此，如何實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)裝置的大型化成為生產(chǎn)企業(yè)普遍關(guān)注的問(wèn)題。目前，我國(guó)石化行業(yè)的裝置已經(jīng)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，但是煤焦化精餾的生產(chǎn)裝置規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)際先進(jìn)水平。因此，生產(chǎn)企業(yè)和研究部門(mén)要從系統(tǒng)集成和設(shè)備創(chuàng)新等角度出發(fā)，增加生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)模，實(shí)現(xiàn)裝置的經(jīng)濟(jì)性和高效性。

結(jié)語(yǔ)

由于生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)觀(guān)念、生產(chǎn)政策等方面的影響，我國(guó)煤焦化精餾過(guò)程中還存在著生產(chǎn)效率低、能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等方面的問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了煤焦化的進(jìn)程。針對(duì)這種情況，生產(chǎn)企業(yè)和研究部門(mén)要分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并且對(duì)煤焦化過(guò)程中精餾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)有充足的認(rèn)識(shí)，采取合理措施提高生產(chǎn)效率和能源利用率，促進(jìn)煤焦化產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

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