的技术现状与建设意义
目 录
1.1煤焦油精制
1.2粗苯精制
2、国内外技术路线的分析
2.1煤焦油精制技术路线
2.2粗苯精制技术路线
3、项目建设意义
3.1项目建设的经济效益
3.2项目建设的宏观效益
4、几点说明
1 、原料与产品市场概况
1.1煤焦油精制
a) 原料
煤在高温炼焦过程中大约产生4%的煤焦油。我国是一个煤炭资源十分丰富的国家,煤的储量占世界总量的45%。2010年焦炭产量为35000万t,相应的煤焦油产量将达到1400万t。所产这些焦油将分布在全国的1200万t的焦油加工装置上进行加工,其余部分出口或作为燃料使用。全国焦油加工装置的分布概况如下(不完全统计,万t/a)。 地区 | 山西 | 河北 | 华东 | 东北 | 湖北 | 西南 | 其它 |
加工能力 | 220 | 200 | 400 | 150 | 60 | 90 | 80 |
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从上表可以看出,尽管加工装置的能力已经接近原料产能,但主要加工装置的能力都集中在山西、河北、华东和东北,甚至部分地方加工能力将超过原料量。表观上似乎接近饱和,但不同的地区其原料供给量差距较大。在我国中南地区,包括湖南、江西、广东等有一定的焦油原料,大约焦油产量为50万t/a,但没有一个真正的大规模焦油集中加工基地。仅华菱集团属下的焦油产量约达25万t/a,由此看出,在湖南涟钢建设一个30万t/a煤焦油加工基地是完全有原料保证。
b) 产品
高温焦油主要是由芳香烃所组成的复杂混合物,据估计,其中含有上万种有机物质,到目前已经查明的约有500种,其中很多化和物是塑料、合成纤维、染料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料以及国防工业的贵重原料。
在焦油深加工这些产品当中有几种主导产品,分别是酚类、萘、甲基萘、蒽、咔唑、沥青和油品。粗略预测其市场就能发现其潜在的经济效果。 酚可广泛用于生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、染料中间体及等方面。甲酚可
用于生成合成橡胶、增塑剂、防腐剂、、医药及香料等方面。二甲酚和高沸点酚可用于制造消毒剂。这些以酚为原料制取的产品对酚的需求量仅国内每年按上千吨量增加。
萘是染料、塑料、医药等工业的基本原料,主要用于制造染料中间体、扩散剂、减水剂、渗透剂、杀虫剂和槽法炭黑等。世界上精萘的生产能力约200万t/a。我国精萘生产能力30万t/a左右,实际产量仅20万t/a,每年精萘缺口5万t。
甲基萘有两种异构体,这两种异构体在工业上都有许多用途,目前β-甲基萘的用途比α-清肺排毒颗粒的功效与作用甲基萘更大些,β-甲基萘用铬酸缓和氧化可得2-甲基-1,4-萘醌,即维生素K3;用长链烯烃烷基化再磺化,可得长链烷基甲基萘磺酸,用作纺织助剂、洗涤剂、乳化剂和润湿剂等,烷基甲基萘是染料的良好溶剂。由于此种产品在国内仅能生产很小量,其需求量将无法估量。
焦油加工厂生产的精蒽差不多全部用于生产蒽醌,蒽醌是最基本的染料中间体之一,其染料的数量最多、应用最广。根据其应用分类,有还原染料、媒染染料、毛用染料和分散染料等。世界蒽醌的总产量约15-20万t/a,需求量约为25万t;国内蒽醌的总产量10000-12000t/a,每年至少需蒽锟1.8万t/a。
以咔唑为原料进行一系列缩合、还原、硫化、磺化反应,可制得海昌蓝、晒利耐光蓝F3RC、晒利耐光蓝FFRL等高档染料。除此之外,还可用于制取塑料、杀虫剂等产品。咔唑在国内市场上的利用有待于进一步的开发,国内仅有的少量产品基本全部出口,国际市场每年缺口达几千吨。
沥青和油品是焦油加工过程中产生量最多的两种产品,由此两种产品加工出来的针状焦、改质沥青、电极沥青、浸渍沥青、高速公路用碳沥青、碳纤维等都是国内紧俏商品,大部分依赖进口。
从上述这些焦油深加工产品中可以看出,此类产品均是石油无法替代,也是未来精细化工或染料生产所必须的原料,市场前景广阔。
30万t/a的焦油精制粗产品、产量情况:
序号 | 产品名称 | 产品产量t/a | 备注 |
1 | 轻油 | 1500 | |
2 | 脱酚酚油 | 3860 | |
3 | 粗酚 | 3240 | 磁疗鞋 |
4 | 工业萘 | 29700 | |
5 | 工业甲基萘 | 8500 | |
6 | 洗油 | 14520 | |
7 | 一蒽油 | 51000 | |
8 | 二蒽油 | 21000 | |
9 | 闪蒸油 | 11700 | |
10 | 针状焦 | 154800 | |
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1.2粗苯精制
a) 原料
与煤焦油相似,粗苯(或轻苯)也是煤在高温炼焦过程中产生,大约占装炉煤的1%。按照2010年我国焦炭产量35000万t,相应粗苯的产量将达到350万t/a。所产这些粗苯将分布在全国的360万t/a的粗苯精制装置上进行加工,其中酸洗精制装置占80万t/a。全国粗苯精制加工装置的分布概况如下(不完全统计,万t/a)。
地区 | 山西 | 河北 | 华东 | 东北 | 湖北 | 西南 | 其它 |
加工能力 | 70 | 80 | 120 | 20 | 10 | 30 | 30 |
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从上表可以看出,尽管加工装置的能力超过原料产能,但主要加工装置的能力都集中在山西、河北、华东和东北,同时还有30%的原料集中在酸洗淘汰的工艺上进行加工。表观上似乎超饱和,但不同的地区其原料供给与需求差距较大。在我国中南地区,包括湖南、江西、广东等有一定的粗苯原料,大约粗苯产量为12万t/a,但没有一个真正的大规模粗苯加氢生产高纯苯的基地。仅华菱属下粗苯产量约达10万t/a,所以,在湖南涟钢建设一个10万
t/a的粗苯加氢生产高纯苯的装置是完全有原料保证。
b) 产品
纯苯是重要的基本有机化工原料,广泛用作合成树脂、合成纤维、合成橡胶,并是染料、医药、农药的原料,也是重要的有机溶剂。在炼油行业中用作提高汽油辛烷值的掺和剂。
目前世界上生产苯有以下几种生产路线:催化重整、汽油裂解、甲苯歧化、甲苯加氢脱烷基化(HAD)以及从粗苯和煤焦油中得到苯。其中:催化重整、汽油裂解各占38%,甲苯歧化占13%,甲苯加氢脱烷基化(HAD)占6%,粗苯和煤焦油中占5%。
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2000年世界苯的消费中,50%用于乙苯生产,异丙苯生产用20%,其余主要由环己烷和硝基苯所消费,其他衍生物还有烷基苯、马来酸酐和氯苯。目前世界苯生产能力约为5700万t,产量为4500万t。世界苯的生产和消费主要集中在亚洲、北美和西欧地区。美国是世界上苯产量和消费量最大的国家,日本位于世界第二。根据目前各国的在建和扩建计划,预计2015年,世界苯的生产能力和产量将分别达到6600万t和5500万t,详见如下表。
世界各地区苯发展预测表 单位:万t
年份 | 项目 | 非洲 | 亚洲 | 中/东欧 | 中东 | 北美 | 大洋州 | 中/南美 | 西欧 | 世界 |
2008 | 生产能力 | 15.5 | 1766.1 | 444.2 | 231.0 | 1257.8 | 9.0 | 208.5 | 870.2 | 4802.3 |
产量 | 13.8 | 1594.0 | 233.5 | 214.0 | 1079.0 | 9.0 | 185.1 | 765.9 | 4034.3 |
2015 | 生产能力 | 18 | 2560 | 520 | 280 | 1960 | 10 | 280 | 970 | 6600 |
产量 | 16 | 2250 | 260 | 230 | 1650 | 10 | 240 | 840 | 5500 |
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国内苯的市场可通过对苯的主要下游产品苯乙烯、苯酚、环己酮、己内酰胺、尼龙66盐和MDI的生产能力和需求进行预测,从而得到2008年和2015年我国纯苯的消费量。详见下表。
我国苯的供需预测 万t
| 2008年 | 2015年 |
苯产量 | 500 | 650 |
其中: 石油苯 | 400 | 470 |
焦化苯 | 100 | 180 |
苯表观消费量 | 550 | 700 |
其中: 苯乙烯耗苯量 | 300 | 330 |
苯酚耗苯量 | 50 | 60 |
环己酮耗苯量 | 15 | 40 |
己内酰胺耗苯量 | 30 | 60 |
MDI耗苯量 | 20 | 40 |
其他生产耗苯量 | 135 | 170 |
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由上表可以看出,预计2015年纯苯的表观消耗量为700万t。目前,我国国内纯苯的供应基本满足下游产品的生产需求,但仍有部分进口。化学工业是纯苯的重要消费用户,其消耗量占总量的矩阵切换70%以上。以苯为原料的化工产品主要有苯酚、苯乙烯、氯化苯、硝基苯、顺酐、环已酮、苯胺、已内酰胺等。我国上世纪70年代苯主要依赖进口,80年代随着石化工业的发展,进口有所缓解。近十几年来,随着改革开放的深入,国民经济的快速发展,化工、医药、油漆、染料、塑料、农药等行业发展迅速,各种化工产品生产不断增加,由此对原料纯苯的需求量也不断扩大。随着石油危机凸现,未来国内苯的缺口量将大增。
甲苯是最基本的有机化工原料和溶剂,可以生产苯甲酸、甲苯二异氰酸脂、氯化甲苯、甲酚和对甲苯磺酸等多种化工产品,这些化工产品是制造合成纤维、合成橡胶、、塑料、医药、染料和油漆等行业的原料,也可用作溶剂和汽油添加剂。
二甲苯也是最基本的有机化工原料。混合二甲苯主要用作溶剂和汽油添加剂;邻二甲苯用于制造苯酐、染料、农药和医药等化工产品;间二甲苯用于制造苯二甲酸、间甲基苯甲酸、间苯二甲腈等有机化工产品,这些产品是生产染料、医药和香料的原料;对二甲苯主要用于生产聚酯树脂和涤纶纤维的原料,也用作农药和染料的原料。
所以,粗苯加工生产纯苯、甲苯、二甲苯,均是重要的有机化工原料。
2、 国内外技术路线分析
2.1煤焦油深加工技术路线
煤焦油煤焦油精制的主要过程是蒸馏,就是利用煤焦油中的各种化合物沸点的不同,把煤焦油切割成几个不同沸点的馏分。传统的煤焦油精制产品品种主要有轻油、酚油、萘、洗油、蒽油、沥青类等产品。其中沥青的产率为煤焦油的55%。根据产品的开发技术掌握程度,每个粗产品还可进一步的深加工,生产稀缺的化工原料。煤焦油深加工按下表划分,根据产品需求有不同单元技术。每种分离技术国内外相差不大,个别单元国内技术还优于国外技术。所以国内技术基本体现世界一流,只有在沥青处理工艺上,国外的一些先进经验值得借鉴或引进。
序号 | 粗产品名称 | 深加工产品名称 | 备注 |
1 | 粗酚 | 苯酚 | 上精酚装置 |
邻位甲酚 |
间对位甲酚 |
二甲酚 |
2 | 工业萘 | 精萘 | 上精萘装置 |
3 | 洗油 | 中质洗油 | 上洗油加工装置 |
重质洗油 |
工业甲基萘 |
1,8-萘酐 |
4 | 粗蒽 | 精蒽 | 上粗蒽、精蒽装置 |
咔唑 |
菲、芴 |
5 | 沥青 | 电极沥青 电能收集充电器 | 上沥青加工 |
沥青焦、针状焦 | pg接头
燃料油、碳黑油 |
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为体现整个焦油加工项目的技术优势和效益优势、先进性,仅在此介绍焦油蒸馏技术和沥青产品深加工技术的比较。因为,焦油蒸馏是整个焦油加工的核心,它决定着整个焦油加工项目的成败,而沥青产品的取向直接影响项目的经济效益。
2.1.1蒸馏技术的介绍
目前,国内外成熟的煤焦油蒸馏的工艺流程较多,单就蒸馏塔的操作压力而言,可分为减压蒸馏、常压蒸馏和常减压蒸馏三大类。
a) 常压蒸馏
常压蒸馏是指焦油在脱水塔和沥青塔内脱水、脱沥青,然后在馏份塔内将其切取成各种馏分。馏分切取既可按窄馏分,也可以按两混、三混馏分进行。其工艺优点如下: