探析煤焦化过程中精馏技术的发展以及面临挑战

赵伟喆(云南煤业能源股份有限公司 云南省昆明市 650302)

由于生产技术、相关政策、历史遗留以及管理观念等多方面的影响，在煤焦化生产过程中，精馏技术还存在着一系列的问题，不符合科学发展观的要求和标准。具体表现为生产效率低下，自动化程度较低；产品的生产精度较低，品种较少；能源消耗量大，造成极大的浪费；生产过程对环境造成较大的污染；企业的产业链较短，社会功能有待提高。面对这种情况，生产企业要加强对生产工艺和技术的创新，提高生产效率和资源利用率。

一、煤焦化过程中精馏技术的发展

1.生产工艺的改进

在进行工艺设计时，有些企业借用了石油化工的先进理念，使精馏生产得到强化。例如，宝山钢铁公司最早在生产过程中引进了日本的焦油减压精馏工艺，之后，和胃唐山钢铁集团、山东潍焦集团、山西洪特集团等也相继对发达国家的焦油减压工艺进行了引进，并且促进了本企业社会、经济和环境效益的提高。

另外，在粗苯精制过程中，大多数企业都改变了传统的两塔式流程，开始采用侧线分流的一塔式富油脱苯工艺。一塔式富油脱苯工艺是利用单个精馏塔将重苯、轻苯、萘油从精馏段的不同位置采集出来的过程，使生产流程大大缩短，减少了生产成本，提高了能源利用率。

2.设备的更新

新时期以来，为了使煤焦化精馏过程的效率有效提高，许多研究院所在满足煤焦化精馏过程精细化、大型化的基础上，对生产设备进行了更新，对导向浮阀、立体传质塔板、新填料、斜孔塔板等高效的精馏塔内件进行了开发和应用，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、处理量大等优势，有效的提高了设备的生产效率。高效填料也在焦化产品的分离精制过程中得到广泛应用，并且取得了不错的效果。

3.降低热能消耗

煤焦化精馏过程是由多个高温加工阶段形成的，近几年来，企业对工艺和流程的热能的有效利用的关注程度大大提高了，改变了以往仅关注能量效率的生产理念。生产企业开始对热能进行梯级耦合利用，并且采用能够产生较多剩余热能的设备，使能源的消耗量大大降低。

4.节能减排，保护环境

近几年来，大多数企业都改变了以往水蒸气提馏的方式，采取合理措施，使生产过程中的污水排放量大大减少。比如济南钢铁公司和清华大学共同研究开发的导热油的加热方式，能够增强传热的推动力，还能够降低污水排放量，取得了很好的减排效果。另外，负压操作不仅能够使组分之间的相对挥发度提高，还能够避免蒸汽冷凝带来的废水，也是一种有效的减排方式。

二、煤焦化过程中精馏技术面临的挑战

1.计算技术的进步

随着先进计算技术的发展，模拟计算的方式有了一定的进步，然而，要想保证煤焦化过程中每一个计算结果的准确性，是存在着一定难度的。为了能够将煤焦化过程进行精确的描述，清华大学根据虚拟组分的计算原则实现了煤焦油的组分，具体来说包括以下几个方面：第一，根据未知组分的性质，将其划分为虚拟组分。第二，如果已知组分的实际含量，则使其以实际组分的形式显示。第三，对于高温组分可以进行简略划分。

2.精馏新技术的开发和利用

要想实现对难分组分的分离，就要采用一些特殊的精馏技术。萃取精馏技术在焦化苯的精制过程中得到了广泛应用，由于焦化产品精制过程中组分的熔点较高，可以将精馏耦合和熔融结晶进行融合。如今，人们对于焦化产品的纯度提出了更高的要求，因此，要对精馏新技术进行开发和利用，着力开发分离能力较高的现金精馏和耦合技术。

3.建立能量评价体系

煤焦化过程中存在着大量热源，具有较大的节能潜力，以往进行回收工艺流程的制定时，往往只重视能量，忽视了能质的作用。因此，在未来的煤焦化过程中，要在做好量化分析的基础上，从能量和能质两方面出发对节能的效果进行分析和研究。另外，生产企业还要着力于将精馏的分离过程与焦化的能量进行结合的技术的研究与开发。

4.保证生产装置的大型化

大型化的生产装置能够增加精馏的规模和效益，因此，如何实现生产装置的大型化成为生产企业普遍关注的问题。目前，我国石化行业的装置已经达到了世界领先水平，但是煤焦化精馏的生产装置规模还远远落后于国际先进水平。因此，生产企业和研究部门要从系统集成和设备创新等角度出发，增加生产设备的规模，实现装置的经济性和高效性。

结语

由于生产技术、生产观念、生产政策等方面的影响，我国煤焦化精馏过程中还存在着生产效率低、能源消耗大、环境污染严重等方面的问题，严重阻碍了煤焦化的进程。针对这种情况，生产企业和研究部门要分析问题产生的原因，并且对煤焦化过程中精馏技术的发展趋势和面临的挑战有充足的认识，采取合理措施提高生产效率和能源利用率，促进煤焦化产业的健康发展。

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