煤焦油深加工技术（精选6篇）
煤焦油加工技术的发展与应用
【摘要】笔者结合实践工作经验，在本文中针对我国煤焦油加工技术的发展现状进行了阐述，对煤焦油加工技术的应用趋势做出了分析与展望。 【关键词】煤焦油 加工技术 发展 我国土地广袤、资源丰富，煤炭资源存储量更是独占鳌头。但随着社会的不断发展，人口的逐渐增多，我国对煤炭资源的需求量变得越来越大，如何提高资源的利用效率，构建起社会与资源间和谐的发展关系，是我国资源发展的重要战略目标。煤焦油是煤炭加工中的副产品，其虽不如煤气、焦炭具有那么高的价值，但煤焦油内仍含有大量的可用资源。为了将煤焦油内的资源充分的利用起来，提高资源的利用效率，煤焦油加工技术的研究成为了煤矿企业的重点发展目标并取得了一定的成果，在世界煤资源的发展历史上画出了浓墨重彩的一笔。 一、煤焦油加工技术的发展现状 我国煤炭资源丰富，煤炭资源含量更是位居世界第一，预计在2050年之前，我国仍然会占据着世界煤炭资源市场的主导地位。在我国大中型城市当中，基本上每个城市都建有煤炭焦化厂，其在为百姓提供天然气的同时产出煤焦油，产出比例为装炉煤的4%左右。煤焦油作为煤炭资源副产品，其中有很多的资源没有得到利用和开发，例如酚、萘、苯、沥青等资源都是能够通过对煤焦油的加工和提炼而得到的。然而由于煤焦油的产量较少，很多煤炭加工企业为了实现经济利益的提高，将工作重心放在了其他产品的研发和加工上，对于煤焦油的深加工则选择战略性放弃。近年来我国焦油加工技术有所发展，鞍钢、包钢等11个全国大型企业的煤焦油加工能力更是占据了我国全年焦油加工量的一半以上。然而还有很多中小型企业的焦油加工量与其焦油产量不成正比，所提取的资源种类也非常的少，资源浪费情况十分严重。 相对于国外先进的焦油加工技术而言，我国的焦油加工技术水平正在不断的提高，最具代表性的就是我国焦化行业自行研发的双炉双塔方法生产工业萘、碱洗分离酚类产品、萃取精馏生产精蒽等等，煤沥青碳纤维和煤沥青针状焦等新品正也正在研制当中。在精细化工用品加工方面，我国也研制出了很多的新方法，例如上海焦化厂通过使用两次三相重结晶工艺在洗油馏中提取的精芴纯度可以高达95%;鞍山热能研究所以粗酚为原料研制出的新型镁碳专用粘合剂;北京焦化厂开发的工业茚以及宝钢焦化厂所研发出的古马隆树脂副产品等等，都是我国煤焦油精细化加工技术的优秀产物。 二、煤焦油加工技术的应用趋势 我国煤焦油加工技术通过几十年来的发展，正在逐渐的走向多能、全面的发展路线，深加工、低污染、高能效、低排放必然成为我国煤焦油加工技术未来发展的趋势。虽然从短期来看焦油加工技术的发展较缓慢，变化也不是很多，但从长远的发展角度上来看还是存在一定的规律性和发展前景的.。 大型加工企业的发展。随着国内对煤焦油加工技术的逐渐重视，煤焦油企业的建设正在逐步走向大型化。大型煤焦油企业不仅能够提高自身的规模效益，同时还能够将更多的精力、时间和金钱放在新型煤焦油加工技术的研发工作当中。目前世界最大的煤焦油加工企业为德国吕特格公司，该企业每年能够处理150万吨的煤焦油。其次是日本新日化公司，该公司的煤焦油年处理量为90万吨。我国煤焦油处理量最大的公司为宝山钢铁公司，煤焦油的年处理量为60万吨，位于世界第四。宝山钢铁公司在煤焦油厂建厂时所采购的设备、引进的生产工艺都是世界上的先进工艺，因此，其对于我国国内煤焦油加工技术的发展有着极大的引导和推动作用。 高效加工方法的探索。在煤焦油加工技术当中，如何在高沸点的情况下将产物分离一直是工作难点。因为煤焦油的组织成分复杂、沸点高，所以在对其进行加热过程中极易出现结焦的情况。为了能够更好的提取煤焦油当中的各种资源，而避免其出现结焦的情况，在我国科研人员的不懈努力下，研发出了很多新型的煤焦油加工方法，在我国煤焦油加工工作中取得了一定意义上的突破和发展。例如在进行蒽、菲、咔唑的分离过程中，采用结晶分离法来替代传统的蒸馏分离法，结晶分离法不仅使蒽、菲、咔唑的产量上有所提高(提取量为煤焦油量的75%)，其在纯度上更是突破了95%的大关。另外由于结晶分离法不需要使用溶剂，所以也不会出现废渣、废水，这对于煤焦油加工在环保方面也实现了突破性进展。 产品性能的深层探索。在进行煤焦油深加工的过程中，有机反应会产出各种各样的资源，然而由于传统工艺水平的限制，很多资源根本没有办法提取出来。为了提高煤焦油深加工过程中对资源的提取率，降低资源浪费的情况，有机合成新方法逐渐的被研发出来。例如马鞍山钢铁公司焦油厂在进行炼焦过程中就会配入一定量的煤沥青，煤沥青的配入不仅使焦炭的质量和产量有所提高，还增加了化工产品的产量。与此同时，其所产出的沥青经过深加工能够成为氟化沥青，在电子元件的探测剂、电子绝缘油的研发当中都占有着重要的地位。 三、总结 随着经济的不断发展，世界人口的逐渐增多，煤资源正在不断减少，如何提高资源的利用率成为了社会发展中的重要问题。煤焦油加工技术的应用是能源综合利用的重要途径，其不仅能够提高了煤炭资源的利用效率，还极大程度上解决了资源短缺这一重要问题，成为了现代社会发展中的支柱型产业。煤焦油加工企业作为实现煤炭资源多样化发展和利用的机构，应在现有水平上加大对新工艺的研发，进一步提高资源的利用效率，真正做到节能、高效、低耗，为社会建设中的能源发展续写新的篇章。 参考文献： [1]陈惜明，彭宏，林可鸿.煤焦油加工技术及产业化的现状与发展趋势[J].煤化工，2005. [2]杜明明.煤焦油加工技术现状及深加工发展方向[J].广州化工，2011. [3]周文静.煤焦油加工技术的工艺流程和发展展望进入[J].中国石油和化工标准与质量，2012.
煤焦油是一种在煤炭干馏中生成的有刺激性臭味的黑褐色或黑色粘稠液体, 又称焦油。在现今石油化工正高速发展的时期, 煤焦油属于炼焦化工中的大宗产品, 煤焦油的化工也占有着十分重要的地位, 它在提供高碳物料原料和多环芳烃等方面有着不可替代的作用。本文将从分析国内煤焦油加工技术在工业中的应用现状、煤焦油的加工工艺、对高温煤焦油的工业燃料油应用加工、未来煤焦油的工业应用趋势及市场预测等方面来探讨煤焦油加工技术在工业中的具体应用。
1 煤焦油的加工技术在工业上的应用现状
近几年来, 煤焦油的加工技术受到企业的日益重视, 据统计截止至2005年年底, 我国的大中型加工煤焦油的企业大概达到了46家, 平均的加工能力保持在540万t/a, 有25家企业的加工规模超过了10万/a, 平均加工能力在455万/a。目前我国规模最大的就非宝钢化工公司莫属了, 四套对煤焦油的进行加工装置总能力在60万/a上下, 而紧接着的就是加工能力在35万/a左右的山西焦化集团和加工能力约30万/a的鞍钢化工厂。但我国企业普遍从煤焦油中都只能提取到20种左右的主要工业化工产品。
2 煤焦油的加工工艺
2.1 轻油加工
对轻油馏的分加工主要对是苯的再加工, 具体是将粗苯精加工成二甲苯、甲苯、纯苯等产品。我国目前的焦化粗苯加工的法分为有两个类:酸洗法和加氢法。由于酸洗法在加工时会有很多缺陷, 大多数世界上工业发达的国家都前后研制出加氢精制法, 其中针对加氢的方式又分为在低温环境下加氢的溶剂法以及Litol法。经过改良的粗苯加氢工艺不但收率高、产品质量优, 还有利于对环境的保护和提高产品的经济竞争力等。
2.2 酚油加工
这里的酚类物质主要含量是低级酚, 且大都是集中在170—2100C和210—2300C范围的两种馏分环境中。它们占总煤焦油量的13.7%左右, 通常是利用减压精馏的方式来提取粗酚, 并进行精馏, 最终得到的化工产品有二甲酚、对甲酚、间甲酚、邻甲酚、苯酚等。
2.3 萘油加工
通常的方法都是共沸蒸馏二甘醇之后分离出甲基萘, 这种方式的加工投入少且产品的纯度很高。分离硫茚、萘等物系的方法, 先后使用到酸洗分离、溶剂萃取、加氢分离、结晶法等。其中最先进的结晶法比其它方法得到的收率更高、纯度更高且加工成本低, 对环境无污染, 没有腐蚀性等。
2.4 洗油加工
为了进行洗油加工, 用到了很多常见的化合物, 例如氧芴、芴、苊和甲基萘 (它们的总量超过了煤焦油的1%) , 此外还用了少量的联苯、吲哚、异喹啉和喹啉等物质。但因为此加工法主要是利用焦炉煤气进行吸苯提取, 因此在化学利用率上面的程度较低。
2.5 蒽油加工
I一蒽油和Ⅱ一蒽油除了可以用来加工出粗蒽之外, 还能用来加工沥青调合油、燃料油和炭黑原料油等。
2.6 沥青深加工
煤焦油通过蒸馏之后的残渣就是沥青, 根据蒸馏条件的不同, 其对应的加工率也在50%—60%不等。对煤焦油中沥青进行深加工需要经过一个复杂的多相体系, 其含碳量高达92%—94%之间, 但氢的含量仅占了4%—5%左右, 因此它又是加工各类炭素物质时必不可少的原材料。我过目前主要将煤焦油中的沥青用于加工电极沥青, 它是将各类炭素经过电极之后得到的工业浸渍剂和粘结剂。也可以生产出一些高科技的碳纤维和针状焦等附加值高, 但产量相对较小的产品, 当然还可以把沥青加工成常用的筑路材料和防水防腐涂料等。
3 对高温煤焦油通过加氢制取出工业燃料油
3.1 加氢的技术研发
在高温煤焦油中加氢是通过在氢气、高温和高压的环境中加入催化剂, 让高温煤焦油在催化剂床层中进行完成加氢反应, 达到脱离出硫、氮、氧等杂原子而改变分子的结构, 最终生产出煤油、柴油、汽油等化工燃料。在我国目前紧缺燃料的环境中, 我们可以看到高温煤焦油加氢法的大好发展前景。国内也在这个方面有越来越多的学术研究, 并取得了很多价值非常高的学术成果。
我国煤炭研究总院北京煤化工分院的张晓静等人研发出一种非均相催化剂悬浮床加氢的煤焦油提取工艺, 通过加入自主研发的加氢复合焦油催化剂, 能让加氢反应产物分离出轻质油后剩余的包含催化剂的尾油能直接循环到悬浮床的反应器中, 通过进一步的轻质分离, 让重油实现最大量甚至全部得到循环, 直至将煤焦油中所有混合物都“吃干榨净”, 此方法提高了催化剂和原料的加工利用率。燕京等人通过运用多组催化剂构成级配方式来对全馏分的高温煤焦油实验加氢改质的研究, 如果在最佳的反应环境中, 柴油馏分和汽油馏分可以达到总产物的80%左右。陈松等人把脱除沥青的200—540℃馏分高温煤焦油中加入了专用催化剂来完成加氢裂化, 最终达到了100%的转化, 柴油馏和石脑油馏的分收率分别达到了80%和13%。
田小藏等人通过在高温煤焦油中加入脱金属剂、精制加氢催化剂、加氢保护剂, 并在一定的工艺环境中, 完成了加氢反应, 最终也得到了纯度很高的柴油和汽油化工燃料。常娜等人通过在超临界的二甲苯中加氢裂解高温煤焦油的动力学反应, 成功建立了三集总宏观的反应动力学研究模型, 并在沸石催化剂的条件下在超临界的汽油中对高温煤焦油进行加氢裂化出轻质油, 这一研究进一步优化了反应催化剂的总体制备条件。同济大学也对沥青进行了加氢裂化研制燃料油的技术探索, 最终的中燃油出油率超过了75%, 这也将高温煤焦油的加工利用率提高到一个新阶段。总结以上这些在高温煤焦油中加氢的制取技术, 都是把加氢精制与加氢裂化结合在一起才得到了较高的化工燃料油收率, 实现效益最大化。
3.2 加氢技术的工业化现状
在高温煤焦油中加氢来制取燃料油技术比在中低温煤焦油中加氢制取有更大的难度, 所以我国在这方面还处于初级工业化阶段, 并没有实现很大规模的产业化生产。我国首套高温煤焦油的加氢制燃料油系列装置是由黑龙江的一家煤化工公司在2009年完成投产的产量为l O万t/a的高温煤焦油加氢系列装置。这套装置结合了加氢裂化和加氢精制的工艺, 能生产出柴油、汽油、沥青等化工产品。之后就是内蒙古的庆华集团在2010年开工建设了产量达16.67万t/a的高温煤焦油加氢工程。再则是江苏的一家化工集团于同年在徐州开工建设了一个产量达20万t/a的高温煤焦油加氢工程, 预计完工后每年能生产出16.44万吨的燃料油、3.49万吨的石脑油, 以及3.29万吨的重质煤沥青。山西的一家能源产业公司已将产量达20万t/a的高温重质煤焦油的加氢裂化燃料油生产项目进行到了批准备案的阶段。山东的一家煤化公司正在规划建设一个产量达30万t/a的高温煤焦油的加氢制燃料油工程。
通过在高温煤焦油中加氢的方法来制取出燃料油, 这开创了一个提高煤焦油附加值的新技术, 但考虑到我国煤变油的生产大环境, 并结合燃料油能源长期紧缺状态, 我们还有必要进一步加大对其的学术研究, 促进更深层次的产业化推广, 争取早日取代原先的传统加工技术。
4 深加工煤焦油工业的未来应用趋势
4.1 制成新材料的应用
工业新材料的不断研发是整个社会在不断进步的一个标志。上个世纪出现的塑料材料对我们的生活产生了革命性变化, 这类新型的高聚物材料单体大都属于一环到三环中的芳香类工业化合物, 例如咔唑、酚、萘、菲、蒽等, 它们这类以芳香结构为主要特征化合物虽然很难通过组分合成石油而提取出来, 但却是煤焦油典型的衍生物。通过对它们进行简单的转化便能生产出价值很高的新型工业材料。因此, 研制新材料毫无疑问是日后对煤焦油进行深加工的一个重要产品研发趋势。
4.2 合成染料、医药等中间体的应用
在染料、医药等方面对煤焦油的下游产品有非常普遍的应用。通过2一甲基萘用亚硫酸氢钠等化学氧化制取的维生素K3 (学名亚硫酸氢钠甲萘醌) , 可以用作合成维生素K1和K2的医药原料以及饲料的添加剂成分。其中的1, 8一萘二甲酐成分也是染料里的中间体, 能够生产出荧光增白剂、荧光染料以及其它的荧光物质。与之类似的还有含芳环成分的很多染料、医药中间体, 这些都是通过对煤焦油的提取而得到的合成物。随着我国染料、医药工业的向前发展, 将会对煤焦油的分离组分有越来越大的需求量, 因此, 染料、医药等中间体的合成物必然是一个未来对煤焦油进行深加工的重要发展趋势。
4.3 沥青的应用
上文中我们已经介绍了沥青是煤焦油经过蒸馏后剩下的残渣, 其平均产率占了煤焦油总量的56%左右。它是由三环以上主要含硫、氮、氧等杂原子的芳香类化合物加上少量碳素高分子构成的。对于沥青的应用, 我们可以根据它不同的软化点将其分成软化点在40—55℃之间的软质沥青;软化点在65—9O℃之间的中温沥青;以及软化点超过90℃的硬质沥青。如果用于制造低灰沥青焦, 需要沥青的软化点在130—150℃的范围;工业中的铸钢模用漆使用的是超硬沥青, 其软化点都在200℃以上。随着我国土木行业的规模扩大化, 建筑中也对沥青有越来越多的需求量, 但同时对沥青质量的要求也在相应提高。因此, 对沥青的改质加工成为了未来煤焦油发展的一个必然趋势。
5 煤焦油加工技术在应用中的环保与节能
5.1 环保
这里的环保针对的主要是煤焦油的加工生产中对工业废气、废水和废渣的善后处理工作。国内外对加工完煤焦油后产出的废水都采取的基本一致的措施, 即都是不对外排放, 而是统一收集起来后送到专门的煤焦化工厂, 经过专业或自建的污水处理系统的对废水完成处理, 并监测达标后再进行排放入河入海。到我国与国外有一点不同的是, 我国的经过处理后的废水指标比国外更低, 或是在实际操作中控制执行得并不严格。
对于废气的处理主要针对的是在煤焦油的加工中的产生的沥青烟气和放散气的处理。国外的煤焦油加工厂都会将这部分废气收集起来, 再集中送至专门的废气洗涤塔, 通过一系列的洗涤净化以及降温之后用管到运输到火炉进行焚烧。有的煤焦油加工厂会在油槽的顶部进行氮封处理, 这样生产中就会减小放散气的排出外泄的可能性。但我国目前只有少数的煤焦油加工厂会用专门的装置来集中处理放散气, 大部分的加工厂都是实施的自由放散。
煤焦油加工产生出的废渣仅有焦油渣, 且所有国家的处理模式都是相同的, 即通过集中收集再送至煤场混配于煤中。只是我国的配煤过程使用的设施工艺稍微差一点, 但仍然有少数企业将焦油渣随地处理抛弃。在这个问题上, 只要监管部门加强管理, 严肃处理, 完全可以实现与国外处于同一水平。
5.2 节能
加工生产中的节能降耗是对生产装置的一个重要指标。对煤焦油加工过程也是一个高能耗的过程, 这方面国外虽然在煤气、水、蒸汽消耗等方面的工艺控制得较好, 但对电的使用量反而高出国内的很多企业。节能装置主要针对的是对空冷、冷热流体的换热, 对多级循环水的使用、通过低温进行减压蒸馏、热量回收等。我们相信, 随着我国对能源结构的不断调整, 煤焦油的加工技术必然向着多用电, 少耗煤气、水和蒸汽的趋势发展。
6 市场预测
煤焦油是耐高温材料、合成纤维、塑料、合成橡胶、染料、农药、国防工业以及医药等方面的重要原料, 其产品在我国已被广泛应用在各个生产和建设的领域。随着中国经济的不断发展, 煤焦油的生产加工和附加品消费将有一个很好的未来发展趋势。我国2000年的煤焦油需求总量约在3Mt/a左右, 到了2005年, 对其的需求量达到了3.5Mt/a左右, 对应的生产能力也达到了4.425Mt/a左右。综合分析其需求不断增加的原因, 主要在于一来我国是一个以煤为主的能源消费大国, 煤焦油的相关化工产业也一直是我国化工产业的主要支柱;二来炼焦加工业正随着我国钢铁工业而得到了更多的发展机会;三来我国的城市燃料逐渐走向煤气化方向发展, 焦炉制气也将成为中小城市最佳的供气选择方案;四来现阶段的化学工业有一些重要的有机产品还不能实现从石油中获取, 完全是通过对煤焦油加工而得到的。
7 结束语
我国主要将煤焦油用来生产加工煤沥青、洗油、甲基萘油、酚油、轻油、萘油、I蒽油及Ⅱ蒽油等。完成各馏分再经过深加工之后制取出葸、酚、萘、苯等多种芳烃类的化工原料和中间体。少量的煤焦油用在了防腐剂、筑路油以及燃料油、炭黑原料油等。近些年也有人通过合成橡胶、合成树脂对煤焦油实施改性, 而生产出高档次的防水涂料。占据煤焦油总量50%的煤沥青也有十分广泛的用途, 可以用来制造碳素纤维、电极黏结剂等产品。但如果不经加工的煤焦油混合物仅作为防腐油、炭黑原料油、燃料油或只是简单加工的应用价值并不大。国内外都普遍看好其深加工后的精制产品。因此, 我们应不断深化提高煤焦油的加工技术, 促进其在工业上有更好的应用, 为我国社会主义市场经济的发展做出贡献。
参考文献
[1]杜明明.煤焦油加工技术现状及深加工发展方向.[J].广州化工.2011 (09) .[1]杜明明.煤焦油加工技术现状及深加工发展方向.[J].广州化工.2011 (09) .
关键词：含油废水；活化粉煤灰；吸附；絮凝；再活化
中图分类号：TQ546 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0169-04
1 概 述
煤焦油深加工过程中产生高浓度含油废水，采用传统污水处理工艺无法将水中油分离出来，进而影响下一段工艺处理，导致处理水质不达标。
煤焦油加工过程中会产生大量的含油废水，该类废水含高浓度的有机物、氰等剧毒物质。其中有机污染物主要为单环活多环芳香族化合物以及含氮、硫、氧的杂环化合物，如高浓度的酚类、萘类、苯胺类、吡啶类、喹啉类，吲哚类等。
这些有机物大多因为带有亲水基团而能溶解在水中，无法通过分层分离。
煤焦油深加工废水主要来自预处理阶段，装置为煤焦油加温静置所脱水、管道吹扫产生的水、生产过程中产生的分离废水、雨水与油品混合产生的废水等。
粉煤灰是热电厂燃煤粉锅炉排放的废弃物，我国电力以燃煤为主，2015年中国粉煤灰产量居世界第一。
粉煤灰主要用于烧砖、筑路、水泥和混凝土的掺合料。
其大部分堆积废弃，这不仅占用了大量土地，而且严重污染了环境。
如何将粉煤灰综合利用，是当今环境科学的重要研究课题。粉煤灰是具有一定活性的球状细小颗粒，对于水中杂质具有较好的吸附性能，对工业废水进行处理可谓以废治废，并且处理废水费用低、效果好。环保科研人员在这方面已做了大量的研究工作，取得了许多令人瞩目的成就[1-4]
寇鹏[5]在研究粉煤灰酸浸正交实验中发现，影响粉煤灰中Al2O3溶出率因素大小顺序为焙烧温度>盐酸浓度>碱灰比>酸浸时间，最佳溶出铝的方案为焙烧温度950 ℃、焙烧时间为3 h、盐酸浓度为0.6 moL/L、酸浸时间为4 h、碱灰比为0.7、反应温度为90 ℃。
夏畅斌等[6]用酸浸粉煤灰对焦化厂含酚废水处理进行了研究，制得集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，将其与PSA絮凝剂配合使用，处理焦化含酚废水。
混凝沉降速度快，污泥体积小，处理废水费用低；SS、COD色度和酚的去除率分别为95%、86%、96%和92%。并研究了粉煤灰混凝沉降机理。
王春峰等[7]用H2SO4活化方法制作活化粉煤灰吸附材料，通过试验发现：
活性粉煤灰处理废水的最佳条件是pH值为7、温度为20 ℃、搅拌时间是10 min。
2 粉煤灰除油机理
粉煤灰颗粒较细且多孔，表面含有金属阳离子活性成分，吸附机理较复杂。
粉煤灰具有吸附作用、接触絮凝、中和沉淀、过滤截留的特性。其中吸附作用包括物理吸附和化学吸附两种特性[8]。
粉煤灰的导热系数λ为0.23[W/（m·K）]，比热容c为0.92[kJ/（kg·K）]，水的比热容4.2[kJ/（kg·℃）]
含油废水中的油在水中存在形式有游离态油、分散态油、乳化油、溶解油、固体附着油[9]，通过自然静置无法将乳化油、溶解油、固体附着油分离。由于粉煤灰相对水的比热容低，所以在加热时粉煤灰上升的温度比水快，当粉煤灰的温度达到或超过水的沸点时，附着在粉煤灰上的水迅速沸腾蒸发，发生爆沸现象。
高温活化粉煤灰在处理含油废水时，由于其表面含有带正电荷的金属阳离子活性成分，能够将带负电荷的小分子油滴包裹起来，起到破乳效果，如图1所示，水中油会被吸附包裹在粉煤灰中，而被沉降在处理水底部。
当对底部粉煤灰加热时，发生爆沸现象，吸附在粉煤灰中的油会被冲出，小液滴油冲出后又相互聚拢形成较大液滴的油，由于油的密度比水低，大液滴油迅速上浮，最终使粉煤灰中的油分分离出至水面。
至此，灰，水，油充分分离，如图2所示。
酸活化粉煤灰是集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，由于混凝液中含有溶解的絮凝成分如AL3+、Fe3+等其他离子，通过絮凝沉淀，处理溶解油效果更好。
3 实验部分
3.1 原材料及其组成
实验采用陕西东鑫垣化工有限责任公司发电厂飞灰，主要化学成分，见表1。
实验用废水取自陕西东鑫垣化工有限责任公司延迟焦化车间排放至污水处理厂废水。废水水质，见表2。
3.2 粉煤灰的高温活化及酸活化
将350 g粉煤灰放入干锅中，在马弗炉中加热850 ℃，活化时间为3 h，待冷却后即得高温活化粉煤，留作待用。
取25 g活化粉煤灰、100 mL 5 mol/L HCl溶液，放入250 mL烧杯中，置于恒温磁力搅拌器上缓慢搅拌4 h，即得酸浸粉煤灰活化液。
3.3 高温活化粉煤灰处理废水实验方法
用HJ-3型数显恒温磁力搅拌器在500 mL烧杯中进行实验。
取500 mL废水，分别加入5、15、25、35、45 g高温活化粉煤灰，控制转速500 r/min，搅拌30 min，静置2 h。
开加热开关，设定温度为90 ℃，观察第一次爆沸时开始计时，加热3 min停止加热。静置一定时间，待灰、水、油分离后取中间水样化验分析。
3.4 酸浸粉煤灰活化液处理废水实验方法
取125 g活化粉煤灰分成五组，每组25 g，放入烧杯中，每组加入100 mL 5 mol/L HCl溶液，置于恒温磁力搅拌器上缓慢搅拌4 h，随后将酸浸粉煤灰活化液分别全部倒入到5组25 g高温活化粉煤灰处理过的废水中，调节pH=8，充分搅拌30 min，静置，分别在20、40、60、80、100 min取上清液化验分析，换算浓度。
3.5 吸附后的高温活化粉煤灰再活化实验方法
高温活化粉煤灰处理废水后，通过爆沸方法使灰、水、油三相分离，分离出上层油，将灰水混合物通过真空泵抽滤，得到湿灰，放入干燥箱干燥，取出干燥粉煤灰放入马弗炉加热到800 ℃再活化，加热时间3 h，重复处理废水。
4 结果与讨论
不同投灰量处理含油废水后水中油浓度的变化，如图3所示。
从图3的结果可见，在500 mL废水中随着高温活化粉煤灰加入量的增加，废水中油含量逐渐降低，当加灰量达到25 g以上时，灰中油含量下降已经不明显，此时废水中含油为3 871 mg/L，除油率达到87%。
吸附时间对酸浸粉煤灰混凝液处理含油废水的影响，如图4所示。
从结果可见，随着吸附时间的增加，废水中油浓度逐渐降低，当吸附时间在80 min时，废水油浓度降低到1 208 mg/L， 此时除油率为66.6%。
80 min后废水中油浓度变化已不大。
通过25 g高温活化粉煤灰及25 g酸活化粉煤灰对500 mL 浓度为29 283 mg/L含油废水的处理，最终浓度为1 208 mg/L，综合除油率达到了95.6%。
重复高温活化粉煤灰对含油废水除油率的影响，如图5所示。
从图5的结果可以看出，同一份活化粉煤灰重复利用，经过五次800 ℃高温再活化处理，对五份平行废水样中油的去除率逐渐降低，特别是第二次重复活化利用去除率下降很快，这是因为第一次去除时，油滴表面附着较多粉煤灰活性成分，随着油、水、灰三相分离。
一部分活性成分被油带走，因而第二次利用时，粉煤灰的活性度降低，但去除率仍可达到64%。
从第3、4、5次利用开始，水中油去除率下降变缓，去除率在55%左右，这是因为更多的活性成分被油滴带走，化学吸附性能下降，物理吸附性能起主导作用。
5 结 语
800℃高温活化粉煤灰在煤焦油废水处理含油方面有着较好的效果和应用前景，其除油率达到87%，吸附油品后的粉煤灰在水中沉降下来通过加热，爆沸较短时间，不用将整个处理废水加热，就能够使油、水、灰三相分离。
酸浸粉煤灰由于含有絮凝成分的金属离子，能够对水中溶解性油，如酚油等起到较好的吸附作用，当吸附时间在80 min时，废水油浓度降低到1 208 mg/L，此时除油率为66.6%。
通过25 g高温活化粉煤灰及25 g酸活化粉煤灰对500 mL 高浓度含油废水的处理，最终浓度为1 208 mg/L，综合除油率达到了95.6%。处理过含油污水的粉煤灰，通过再活化，重复三次使用，最终除油率仍然可达55%左右。
利用高温活化粉煤灰及酸活化处理含油废水可以使污油回炼，提高资源利用率。
用电厂固体废物粉煤灰处理污水，达到“以废治废”的目的，并且生产成本低，处理费用低，解决了吸附后粉煤灰的去留问题。同时，在污油泄漏事故中，给难收集的油撒上活化粉煤灰，吸附完污油后收集起来，可按污水处理方法处理泄漏污油。
参考文献：
[1] 王福瓦，吴正严.粉煤灰利用手册[M].北京：中国电力出版社，1997.
[2] 黄海彩.粉煤灰基混凝剂的制备及应用研究[J].环境科学，1995.16（2） 47-49.
[3] 周凤鸣.粉煤灰处理含氟工业废水研究[J].环境科学学报，1993，13（2） 199-205.
[4] 于衍真.粉煤灰混凝剂的性能研究[J].环境科学学报，1998，18（4） 431-434.
[5] 寇鹏.镁铝水滑石的制备及在印染废水处理中的应用[D].呼和浩特：内 蒙古工业大学，2010：58.
[6] 夏畅斌.酸浸粉煤灰对焦化厂含酚废水处理的研究[J].工业水处理， 2000，20（4） 20-24.
[7] 王春峰.活化粉煤灰在造纸废水处理中的应用[J].中国资源综合利用， 2004，（5）9-11.
[8] 李菊萍.破乳-氧化-吸附法处理高浓度乳化含油废水的研究[J].江西 化工，2007，（1），39-40
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红薯在我国各地都有较大的种植面积，每年的产量都非常可观，而且因其含有人体所需的大量多糖、粘液蛋白，可提高人体免疫力，预防动脉硬化，治疗糖尿病等而深受人们喜爱。但生活中人们常常将红薯直接拿到市场上去卖，既不便运输又价格低廉。如果将红薯加工成食品出售，则可大大增加其附加值，获得较好的经济效益。
一、红薯片
以鲜红薯片为原料，经防褐防色、上蛋衣、涂油膜、微波加热，便可得到色、香、味俱佳，且无油腻感的红薯片。
二、红薯脯
将红薯洗净、去皮、切条，然后浸入水中或糖液中进行护色，用氯化钙硬化处理。为使糖液充分渗透到红薯脯内，采用三次精煮工艺，然后沥干、烘干即可。
三、红薯果酱
将选好的红薯去皮洗净，切成小薄片并加水磨浆，再倒人锅内，在112℃－130℃的温度下加热20分钟，再继续加热至137℃，制得浓缩浆液，将此浓缩浆液用细纱布过滤后加人适量糖等辅料调味剂或水溶性蛋白质，继续加热浓缩至膏状体即成。
四、红薯虾片
以70%－100%的红薯精白淀粉为主料，将搓好的料坯置入高压锅蒸煮35分钟，使淀粉充分糊化，以增加料坯间结合力，在o℃以下快速冷却，使之不粘手能切成片。将料坯切成厚度小于两毫米的薄片，再在50℃下至少干燥6小时，使坯片含水量达10%左右，在190℃油温中炸20秒，可得膨化变大、酥脆香甜的成品。
五、红薯发糕
国家能源局制定煤炭深加工相关技术指标计算方法 2012-10-12 15:17:34
我国煤炭资源相对丰富，但人均资源量不足，只有世界平均水平的60%，提高能源资源转化效率既是破解资源约束，优化存量，有效增加能源供给的根本途径，也是清洁生产、源头减排的必然要求。《煤炭深加工示范项目规划》和《煤炭深加工产业发展政策》将提高能源转化效率、降低资源消耗和污染物排放作为产业发展的核心目标，提出了明确的准入指标和先进指标。但目前，行业内对煤炭深加工项目能效、煤耗、水耗等指标测算尚无统一的方法和标准，对客观评价示范项目技术水平带来了困难，甚至引起了不必要的混乱，不利于“十二五”升级示范工作的开展，也不利于促进我国煤炭深加工产业健康有序发展。为在同一标准下对各企业提出的示范方案进行科学、客观地比较，筛选出真正能够促进煤炭深加利用效率、提高能源资源利用效率、提高产业竞争力的示范项目，国家发展改革委、国家能源局组织石油和化学工业规划院研究制定了煤炭深加工项目能效、煤耗、水耗计算方法。计算方法对煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制合成氨等六类典型产品界定了不同物料的折能系数。该方法在能效指标计算时，能源总投入均折算到一次能源消耗，反映了生产全过程的综合能源转化效率；在水耗指标计算时，采用了转化吨标煤消耗的新鲜水量，方便不同产品方向的比较；能效、煤耗及水耗指标的计算范围包括从原煤到产品的所有生产装置、公用工程和辅助装置，能够比较准确地反映煤炭深加工项目的总体技术水平。（能源办）
目前, 我国煤焦油主要用来加工生产轻油、酚油、萘油及改质沥青等, 再经深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多种化工原料, 产品数量众多、用途十分广泛。专家认为, 煤焦油简单加工后的利用价值不大, 国内外普遍看好的是其深加工精制产品的应用。
1. 中低温煤焦油的加工过程
1.1 煤焦油的制备
煤焦油是煤干馏过程中产生的黑色或黑褐色黏稠状液体, 是一种基础原料, 同石油原油一样, 需对其进行加工提炼后分级利用, 是由煤在隔绝空气加强热时干馏制得。它为煤干馏过程中所得到的一种液体产物。高温干馏 (即焦化) 得到的焦油称为高温干馏煤焦油 (简称高温煤焦油) , 低温干馏 (即煤低温干馏) 得到的焦油称为低温干馏煤焦油 (简称低温煤焦油) 。两者的组成和性质不同, 其加工利用方法各异。
低温煤焦油是黑色黏稠液体, 其不同于高温煤焦油是相对密度通常小于1.0, 芳烃含量少, 烷烃含量大, 其组成与原料煤质有关。低温干馏焦油是人造石油的重要来源之一, 经高压加氢制得汽油、柴油等产品。
1.2 煤焦油的化学组成
煤焦油组成中包括了如苯, 苯酚, 这样低的相对分子质量的简单物质, 直到甚至在真空下也不易发的, 相对分子质量达数千的非常复杂物质, 因此是一种十分复杂的混合物。煤焦油中有机化合物估计有一万种以上, 已被鉴定的约有五百多种。煤焦油是一个组分上万种的复杂混合物, 目前已从中分离并认定的单种化合物约500余种, 约占煤焦油总量的5 5%, 其中包括苯、二甲苯、萘等174种中性组分;酚、甲酚等63种酸性组分和113种碱性组分。
1.3 低温煤焦油蒸馏及脱色除臭技术
低温煤焦油中含有焦油酸、焦油碱及沥青胶质、及氮、硫化合物, 蒸馏后切取170~310℃馏分油, 其沥青质残渣虽被蒸馏出来, 但还有相当的焦油酸、碱及硫、氮化合物无法通过蒸馏去除。因此, 蒸馏后的低温煤焦油馏分油, 颜色还是呈黑色, 并伴随臭味, 不但不能作车用柴油, 就是用作工业炉窑用柴油燃料还存在腐蚀、积炭、着火难、热值低、堵塞喷油嘴等缺陷。本技术是将低温煤焦油蒸馏后的170~310℃馏分油, 进行常温常压加剂脱色除臭, 替代加氢精制, 其加剂脱色成本吨油约80元左右, 设备主要为搅拌器、油泵、油罐等普通容器, 每吨油差价效益约400~500元。脱色后的成品油色度与国标柴油相当, 而且稳定性好, 在1~2个月内颜色无明显变化。
1.4 煤焦油深加工
煤焦油深加工包括焦油蒸馏、馏分洗涤分解、工业萘、改质沥青、粗酚精制等。焦油蒸馏工艺流程较多, 按蒸馏塔的操作压力可分为减压蒸馏、常压蒸馏和常减压蒸馏流程。
1.4.1 减压蒸馏
蒸馏过程由脱水和馏分蒸馏组成。其流程为在常压下进行脱水, 然后焦油在分馏塔内进行减压蒸馏。该工艺煤气消耗量低;余热利用充分;萘馏分集中度高;由于在负压下操作, 气体泄露少, 有利于环境保护;但减压蒸馏设备要求严格, 投资高, 且目前国内技术不成熟, 需引进技术。
1.4.2 常减压蒸馏
其流程脱水在常压下进行, 对沸点较低的酚馏分和萘馏分进行常压蒸馏, 对沸点较高的馏分进行减压蒸馏。该工艺萘馏分高度集中, 可达9 5%以上, 分离效果好, 萘油馏分中萘含量可达90%, 蒸馏效率高, 馏分切取精细, 减少后续深加工的重复蒸馏过程, 节省能耗;由于蒸馏在负压下操作, 气体泄露少, 有利于环境保护。但该工艺流程复杂、投资高, 且目前国内技术不成熟, 需引进技术。
1.4.3 常压蒸馏
其流程为焦油在一段蒸发器内进行脱水, 然后自二段蒸发器蒸出的混合馏分入分馏塔进行常压蒸馏, 切取馏分。该工艺具有工艺成熟、技术可靠、工艺简单、投资低、产品质量好等优点, 尾气采用集中洗涤, 环保效果好, 是目前国内广泛采用的流程。
对煤焦油进行的深度加工工艺, 生产出更多的下游产品称为“煤焦油深加工”。煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物, 含有1万多种化合物, 可提取的约200种, 目前, 有利用价值并且可提取并经济合理的约5 0种, 其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、沥青等系列产品是合成塑料、合成纤维、农药、染料、医药、涂料、助剂及精细化工产品的基础原料, 也是冶金、合成、建设、纺织、造纸、交通等行业的基本原料, 许多产品是石油化工中得不到的, 因此, 煤焦油深加工可促进这些行业的发展。并且提高资源利用率, 有利于环境保护, 发展循环经济。
2. 结论
中低温煤焦油经过脱水、加热、分馏等加工过程可以得到不同温度的粗酚、柴油、沥青和渣油等。粗酚经过汽提可得到固体酚, 酚的用途很多, 主要用于生产耐火材料及医学药物等。柴油经过水洗、碱洗过程, 调整其色度和抗氧化性, 可直接用作机车的燃料油。沥青在固化后可以增加其硬度、亮度, 只要延展性能达到要求就可用来铺路, 也可以用来合成塑料、橡胶等。渣油可作为原料再次进行催化裂化得到不同用途的油品。煤焦油自身有很多化合物, 它们是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料, 也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。因此煤焦油的加工利用空间很大, 需要我们不断进行研究。
摘要：我国煤焦油资源丰富, 但多数是高温焦油和中温焦油, 对这两种焦油的研究工作也比较活跃。与石油相比之下低温煤焦油工艺极少, 对低温焦油的研究也还欠缺。对焦油进行详细的分析研究, 将对我国石油产业做出巨大贡献。在分析过程中, 尤以粗酚的处理和沥青的获取最为重要。在这些生产过程中, 许多因素对其有重大影响, 例如温度、压力、系统损耗以及水分的多少等, 对这些因素加以控制可得到较高质量的产品并减少对环境的污染。
关键词：中低温煤焦油加工,粗酚处理,煤焦油的利用
参考文献
[1]李淑培.石油加工工艺学.北京:中国石化出版社.1992-1
[2]梁凤凯, 舒均杰.有机加工生产技术.北京:化学工业出版社.2 0 0 3
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