探究乙烯焦油的綜合利用

文/王凱 胡濱，撫順齊隆化工有限公司

探究乙烯焦油的綜合利用

文/王凱 胡濱，撫順齊隆化工有限公司

乙烯焦油是乙烯原料在高溫環境中所生成的縮合產物，其具有重金屬含量較小、碳氫比較高以及側鏈短等特點，但由于目前乙烯焦油的主要作用為燃料油，所以其整體的利用率較低，因而如何提升其利用率就成了乙烯工業面臨的首要問題。本文基于乙烯焦油的概況，重點探究了乙烯焦油的綜合利用途徑，以供參考。

乙烯焦油；綜合利用；萘系物

前言

近些年，隨著乙烯行業的高速發展，乙烯焦油的產量也在日益提高，因而只有對乙烯焦油進行合理使用，才能充分發揮其應用價值，從而進一步提升乙烯工業的經濟效益。可以說，本課題對乙烯焦油綜合利用途徑的探究，直接影響著乙烯設備裝置未來的綜合效益，這也是乙烯深加工行業所面臨的重要問題之一。

1 乙烯焦油的概況

所謂的乙烯焦油，就是指乙烯裂解原料在經過蒸汽裂解處理后，原料及相關產品高溫縮合所生產的產物，其成分較為復雜，其中包括有各種性質的烷烴、芳烴C8-C15、芳烯烴及含氮、硫、氧等多種元素的雜環化合物等等[1]。對乙烯焦油進行沸點切割處理后，其性質以及餾分構成如下所示：乙烯焦油的碳氫比較高，灰分的含量較低，重金屬含量極少，其在210℃-230℃的高溫環境下的各部分餾分收益效率較高，其次的構成成分就是比重較大的膠質瀝青質成分。210℃-230℃的高溫環境下，經餾分處理的乙烯焦油含有大量的萘系物，230℃-250℃含有大量的甲基萘，在超過360℃的環境下，經餾分處理的乙烯焦油的碳氫比較高，內部雜質很少，因而分子結構十分緊密，其是用來制備中間相瀝青、碳纖維以及針狀焦的理想原料。

2 乙烯焦油的綜合利用途徑

2.1 提煉萘系物

眾所周知，萘系物通常應用于藥物、溶劑、染料、表面活性劑以及殺蟲劑等物質的生產，若能成功實現從乙烯焦油中提煉萘系物及其純化處理，那么不僅能有效解決我國萘系物供求不平衡的問題，而且也能大大提高乙烯焦油資源的利用效率。相較于提煉于煤焦油的萘系物，從乙烯焦油中所獲取的萘系物產品的硫含量很低，因而更適用于經甲基萘或者精萘等物質的生產。根據相關研究顯示，可通過應用二甘醇萃取劑，在205-225℃環境中對乙烯焦油進行餾分處理，以此來制取純度達95%的萘系物，同時可結合應用萃取精餾法，在230-250℃環境中對乙烯焦油進行餾分處理，進而得到純度達96.73%的β-甲基萘，也可利用3次熔融結晶，在210-230℃環境中對乙烯焦油進行餾分處理，以提取純度達96.3%的萘系物，此外，在這一過程中，科研人員也探究了結晶的降溫時間和速度對于結晶過程的影響作用，以及升溫速度和發汗時間對于發汗過程的影響作用。

2.2 制備纖維瀝青及碳纖維

由于乙烯焦油的碳氫比較高，因而其是十分理想的纖維瀝青和碳纖維的制備原料。在起始階段，王成楊等研究者應用了AlCl3，將其作為催化劑對乙烯焦油進行改質處理，從而制取了溶解性較高且軟化點較低的中間相瀝青。之后，李學軍等研究者基于430℃的常壓環境，再加上惰性氣體的保護，實現了乙烯焦油和丁苯橡膠的共炭化處理，該種方式所制備的中間相瀝青的組織結構具有流線性和廣域性，相較于未經過改性處理所制備的中間相瀝青，經過丁苯橡膠改性處理的從乙烯焦油中所制取的中間相瀝青的黏度較小、有序性較高且β數值的產出量較大。李光科等研究者基于420℃的常壓環境，再加上氮氣的保護，對經過改性處理的煤焦油瀝青所產出的乙烯焦油進行碳化處理，在這過程中，對改性處理前后期的中間相瀝青的分子排列形式和流變性進行分析，得出的結論為經過改性處理的乙烯焦油所制取出的中間相瀝青的性能要好于沒有經過改性處理的乙烯焦油所制取出的中間相瀝青。鄭爭旗等研究者通過結合應用高溫熱縮聚工藝和空氣氧化交聯工藝對乙烯焦油實施改性處理，從而成功制備了一系列軟化點各異且紡絲功能優良的改性瀝青。朱玉峰所應用的原料為遼化乙烯焦油，經過減壓閃蒸、氣提以及短途蒸餾等流程制取出了性能良好且軟化點超250℃的可適用于瀝青基碳纖維生產的可紡瀝青。通過調節、紡絲以及碳化等流程可有效將中間相瀝青制備為瀝青基碳纖維，其不僅比重較輕，而且韌性較強，因而十分適用于纖維復合材料和增強材料的制備，擁有十分光明的市場前景。

2.3 制取活性炭

通過利用乙烯焦油內部所占比重最大的部分制備活性炭，可有效提高乙烯焦油資源的利用效率，其制備方法如下所示：在540℃環境下對乙烯焦油進行餾分處理，可獲得碳氫比是0.61、軟化點是225℃且碳含量是94%的活性炭瀝青，其后將活性炭瀝青與增強劑、分散劑、軟化劑以及溶劑等進行混合，基于高溫高壓環境，迅速攪拌混合物使其成為球型，最后讓瀝青球依次經過氧化、碳化以及活性化等流程，從而制取出灰分含量較低且強度較大的球狀活性炭。李澤斯所應用的原料為來自于揚子石化的乙烯焦油，通過結合應用空氣氧化工藝與減壓蒸餾工藝，以此來制備結構和性質各不相同的瀝青，其后基于一定的壓力溫度環境，對軟化點較高的瀝青實施迅速的球化處理，使其成為瀝青球，最后讓瀝青球依次經過氧化、碳化以及活性化等流程的處理，從而制取出性能良好的球狀活性炭。

2.4 出產石油焦

根據實際的質量，石油焦可有效應用于冶煉、化工以及石墨等多項工業領域。由于乙烯焦油的碳氫比較高而且芳烴含量十分豐富，因而其是十分理想的纖維瀝青和碳纖維的制備原料。程相林等研究者通過將廢聚苯乙烯和乙烯焦油進行共炭化處理以此來制取針狀焦，在這一過程中，研究者也發現中間相瀝青中的烷基含量對于針狀焦的定向排列結構和熱膨脹指數具有決定性作用。李昌源等研究者將乙烯焦油和輕組分油按照1：0.0.5-0.2的比例進行混合，其后將其置入裂化焦化爐中實施蒸餾處理，以此來制備性能好于針狀焦的純度較高的石油焦[2]。

3 結論

總而言之，隨著乙烯設備裝置日益趨于規模化和大型化，乙烯焦油的整體產量也在不斷地提升，因此，乙烯行業必須提高對這一豐富資源的重視程度，綜合利用乙烯焦油資源，以此來提升乙烯工業的經濟效益。與此同時，相關研究人員也應對乙烯焦油的利用途徑進行進一步地探究，以最大限度地提升其利用率。

[1]張爽,潘高峰.乙烯焦油的綜合利用途徑[J].山東化工,2015,4419：52-53.

[2]蔣小強.乙烯裂解焦油綜合利用新工藝技術及后續產品的開發利用[J].廣東化工,2013,3712：67-68.