影響粗苯產(chǎn)量的因素

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粗苯資源現(xiàn)狀及精制技術(shù)進(jìn)展

（長(zhǎng)嶺分公司技術(shù)開發(fā)處414012）

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了粗苯資源的來(lái)源及性質(zhì)，并對(duì)其資源供需現(xiàn)狀及精制技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行了分析、評(píng)價(jià)。最終結(jié)合長(zhǎng)嶺地區(qū)方案建設(shè)粗苯加氫項(xiàng)目利弊進(jìn)行了分析，并提出了建議。

1概述

粗苯是煤熱解生成的粗煤氣中的產(chǎn)物之一,經(jīng)脫氨后的焦?fàn)t煤氣中含有苯系化合物，其中以苯含量為主，稱之為粗苯。自煤氣回收粗苯最常用的方法是洗油汲取法。粗苯為淡黃色透亮?????液體，比水輕，不溶于水。儲(chǔ)存時(shí)由于不飽和化合物，氧化和聚合形成樹脂物質(zhì)溶于粗苯中，色澤變暗。粗苯主要用于深加工制苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品，苯、甲苯、二甲苯都是珍貴的基本有機(jī)化工原料。

粗苯是焦炭生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)物，因此上游焦炭產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況對(duì)我國(guó)粗苯的市場(chǎng)供應(yīng)起著打算性作用，而下游精苯生產(chǎn)企業(yè)對(duì)粗苯的需求對(duì)其市場(chǎng)價(jià)格也起到拉動(dòng)或制約作用。由于粗苯是一種初級(jí)化工產(chǎn)品，成分簡(jiǎn)單，不能直接用于化工生產(chǎn)，也不能直接被用戶最終消費(fèi)，這就產(chǎn)生了把粗苯深加工成純苯的精苯生產(chǎn)企業(yè)，由精苯生產(chǎn)廠家把粗苯分別成純苯、甲苯、二甲苯以及重質(zhì)苯后，再到消費(fèi)客戶手中。這就形成了焦炭-粗苯-純苯的生產(chǎn)鏈條。

2我國(guó)粗苯資源現(xiàn)狀

2.1我國(guó)粗苯生產(chǎn)現(xiàn)狀

從焦?fàn)t煤氣中回收粗苯一般均采納焦油洗油作汲取劑，其工藝包括洗滌和蒸餾兩個(gè)部分。

粗苯洗滌：焦油洗油吸苯的工藝流程見(jiàn)圖1

圖1焦油洗油吸苯的工藝流程

粗苯蒸餾：目前國(guó)內(nèi)各焦化廠均普遍采納我國(guó)自行設(shè)計(jì)的管式爐加熱富油脫苯工藝。這種工藝可以有雙塔生產(chǎn)輕苯、重質(zhì)苯以及單塔生產(chǎn)粗苯和單塔生產(chǎn)輕苯、重苯三種方法。管式爐加熱富油雙塔脫苯工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2管式爐加熱富油雙塔脫苯工藝流程

粗苯質(zhì)量按GB/T5022-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，見(jiàn)表1。

表1粗苯質(zhì)量指標(biāo)

2.2我國(guó)焦炭市場(chǎng)現(xiàn)狀及進(jìn)展趨勢(shì)

要了解粗苯的市場(chǎng)狀況必需先了解我國(guó)焦炭的市場(chǎng)現(xiàn)狀。

近幾年在我國(guó)鋼鐵工業(yè)快速進(jìn)展帶動(dòng)下，我國(guó)焦炭產(chǎn)量也消失了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。1999年焦炭產(chǎn)量為1.20億噸；2022年焦炭產(chǎn)量為1.77億噸；2022年截止到11月焦炭產(chǎn)量達(dá)到3.13億噸。10年焦炭產(chǎn)量翻了3翻。特殊是大型焦化廠在“十一五”期掀起一輪新的建設(shè)高潮，如河北、內(nèi)蒙古、山西、山東、新疆等省都建設(shè)了200萬(wàn)噸/年以上的大型焦化廠。據(jù)中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2022年我國(guó)機(jī)焦產(chǎn)量大于100萬(wàn)噸的企業(yè)僅38家，2022年我國(guó)機(jī)焦產(chǎn)量大于100萬(wàn)噸的企業(yè)達(dá)到了72家。進(jìn)展速度超過(guò)了下游主要產(chǎn)品的進(jìn)展速度。

世界各國(guó)的焦炭主要用于鋼鐵工業(yè)，發(fā)達(dá)國(guó)家的焦炭用于鋼鐵工業(yè)約占90～95%，目前，中國(guó)鋼鐵工業(yè)消耗的焦炭量約占全國(guó)焦炭產(chǎn)量的87%。因此鋼鐵工業(yè)消耗焦炭量打算了焦炭產(chǎn)量。也打算了粗苯資源數(shù)量。

盡管“十一五”期間我國(guó)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)把節(jié)能、降耗、環(huán)境治理作為經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的重點(diǎn)。國(guó)家對(duì)經(jīng)濟(jì)的宏觀調(diào)控以及環(huán)境的綜合治理，可能短時(shí)間內(nèi)影響到焦炭產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度，但不會(huì)影響到粗苯產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度，反而隨著環(huán)境治理的加強(qiáng)推動(dòng)粗苯產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)。①焦炭產(chǎn)量連續(xù)攀升：我國(guó)焦炭市場(chǎng)進(jìn)展現(xiàn)狀和“十一五”期間我國(guó)所處的進(jìn)展階段、經(jīng)濟(jì)進(jìn)展重點(diǎn)以及鋼鐵、煤炭行業(yè)的進(jìn)展趨勢(shì)，焦炭產(chǎn)量的增長(zhǎng)幅度每年仍有15～25%的漲幅。②粗苯產(chǎn)量跟隨增長(zhǎng)：由于焦炭產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)為粗苯產(chǎn)量增長(zhǎng)供應(yīng)了牢靠的先決條件。因此，“十一五”期間粗苯回收普及率的增加速度按5個(gè)百分點(diǎn)計(jì)算，粗苯回收率按焦炭產(chǎn)量的1%計(jì)，估計(jì)2022年我國(guó)粗苯產(chǎn)量將達(dá)440萬(wàn)噸。③下游產(chǎn)業(yè)進(jìn)展刺激粗苯產(chǎn)能增長(zhǎng)：隨著市場(chǎng)的進(jìn)展，粗苯作為化工基礎(chǔ)原料的用量逐年增加。目前，國(guó)內(nèi)建設(shè)的精苯生產(chǎn)企業(yè)主要分為兩大類：一類是以酸洗法生產(chǎn)純苯；另一類是采納苯加氫工藝生產(chǎn)純苯。酸洗法生產(chǎn)投資少，見(jiàn)效快，生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)單建設(shè)，國(guó)內(nèi)大多數(shù)精苯生產(chǎn)裝置采納此種生產(chǎn)工藝。但是，該工藝生產(chǎn)的苯純度低，而且不能有效分別甲苯、二甲苯等化學(xué)品。苯加氫工藝則不同，投資大，建廠慢，但生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)的苯純度高，與石油苯基本無(wú)差異，而且能實(shí)現(xiàn)甲苯、二甲苯等化學(xué)品的有效分別，代表了粗苯加工精制的進(jìn)展方向。

但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，業(yè)內(nèi)猜測(cè)我國(guó)的焦炭產(chǎn)量在“十一五”、“十二五”期達(dá)到高峰后不行能再大幅增長(zhǎng)：①煉鐵技術(shù)進(jìn)步，降低焦比，削減焦炭消費(fèi)量；②煉鋼降低鐵鋼比，削減焦炭消費(fèi)量；③焦炭出口可能大幅度削減；④產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度加大，淘汰落后產(chǎn)能；⑤嚴(yán)格掌握建設(shè)新焦?fàn)t；⑥大力推動(dòng)焦化企業(yè)與鋼鐵企業(yè)聯(lián)合。因此我國(guó)將來(lái)10年焦炭市場(chǎng)需求將呈下降趨勢(shì)，焦炭產(chǎn)量將逐年削減，最終產(chǎn)量將在2億噸左右。

2.2.1焦?fàn)t氣回收普及率和回收率

2022年之前，產(chǎn)能低于20萬(wàn)噸/年的小型焦化廠基本沒(méi)有粗苯回收裝置，生產(chǎn)過(guò)程中“只焦不化”，致使應(yīng)當(dāng)在煉焦過(guò)程中回收的粗苯?jīng)]有得到充分回收，直接排放，不僅污染了環(huán)境，又鋪張了資源。2022年山西省焦化行業(yè)焦炭生產(chǎn)廠家煤焦油普及率僅為60%。該省是我國(guó)產(chǎn)煤產(chǎn)焦的最大省，這一數(shù)據(jù)具有典型的代表意義。為了治理環(huán)境污染，2022年國(guó)

家進(jìn)展改革委員會(huì)發(fā)布了第76號(hào)公告《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》，2022年又重新修訂了《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》。并從2022年開頭已公布了共4批核準(zhǔn)生產(chǎn)的190家焦炭企業(yè)名單；二是堅(jiān)決關(guān)停小煉焦、土煉焦和工藝落后的煉焦?fàn)t。自“焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件”實(shí)施以來(lái)，全國(guó)共關(guān)停小煉焦、土煉焦和工藝落后的煉焦?fàn)t1600多家；三是強(qiáng)制焦化生產(chǎn)企業(yè)必需配套技改或建設(shè)化工產(chǎn)品回收裝置，不能“只焦不化”，生產(chǎn)中必需實(shí)現(xiàn)“三廢”環(huán)保達(dá)標(biāo)排放，在限期內(nèi)不達(dá)標(biāo)的予以關(guān)停。在國(guó)家一系列政策的強(qiáng)制推動(dòng)下，2022年焦?fàn)t氣回收普及率由2022年的60%(平均值)上升到65～70%，按此速度增加，2022年回收普及率將接近95%(平均值)。

影響粗苯產(chǎn)量的另一個(gè)因素是粗苯回收率。焦炭生產(chǎn)過(guò)程中由于肥煤、主焦煤等煤種的不同，其回收率也有所不同。另外，焦化廠的規(guī)模大小、所建化工產(chǎn)品回收裝置的技術(shù)水平凹凸，也是造成各焦化廠在煉焦中的粗苯回收率不同的緣由。據(jù)報(bào)道，產(chǎn)能在100萬(wàn)噸/年以上的焦化廠粗苯回收力量在1萬(wàn)噸/年以上。近年來(lái)隨著粗苯生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和回收技術(shù)的不斷改進(jìn)，粗苯在煉焦過(guò)程中的回收率逐年提高，一批大型焦化廠全部配套建設(shè)回收裝置，而且粗苯回收率相對(duì)較高。山東兗州國(guó)際焦化公司年產(chǎn)200萬(wàn)噸焦炭，回收粗苯量達(dá)2.7萬(wàn)噸，回收率達(dá)到了1.35%。隨著大型焦化廠的建成投產(chǎn)、全國(guó)焦化行業(yè)粗苯回收將越來(lái)越普及，且粗苯回收率也將不斷的提高。總體來(lái)看，大型焦化廠的粗苯回收率要高于以往小型焦化廠的粗苯回收率，回收率在1.0～1.3%。

2.2.2近幾年粗苯產(chǎn)能及猜測(cè)

各種信息及數(shù)據(jù)整理顯示：2022年、2022年、2022年全國(guó)焦炭企業(yè)的粗苯產(chǎn)量分別為220萬(wàn)噸、265萬(wàn)噸和320萬(wàn)噸。估計(jì)2022年、2022年的粗苯產(chǎn)量為380萬(wàn)噸和440萬(wàn)噸左右。上述粗苯產(chǎn)量主要集中在產(chǎn)能100萬(wàn)噸/年以上的大型焦化廠家，產(chǎn)地主要集中在山西、河北、山東、河南以及大型鋼鐵企業(yè)的焦化廠。近幾年粗苯產(chǎn)量及猜測(cè)值見(jiàn)表2。

表2近幾年粗苯產(chǎn)量及猜測(cè)﹙萬(wàn)噸﹚

2.3粗苯市場(chǎng)進(jìn)展中存在的問(wèn)題

粗苯回收普及率及回收率仍舊較低。其主要緣由：一是煉焦裝置進(jìn)展速度過(guò)快，但配套的回收裝置進(jìn)展緩慢；二是小煉焦、土煉焦和工藝落后的煉焦?fàn)t由于各種緣由或地方愛(ài)護(hù)未按規(guī)定的時(shí)間關(guān)停。三是技術(shù)落后或資金投入不足，造成粗苯回收率低。新建大型煉焦裝置

的焦?fàn)t氣回收技術(shù)比較先進(jìn)，回收率比較高，環(huán)境污染也比較小，而一些小型煉焦裝置的焦?fàn)t氣回收技術(shù)既落后又不完善，如缺少排水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和硫回收系統(tǒng)，不僅粗苯回收率低，而且也污染了環(huán)境；四是一些地方和焦炭企業(yè)對(duì)環(huán)境治理不重視，以犧牲環(huán)境和資源為代價(jià)進(jìn)展經(jīng)濟(jì)，再加上資金不足，造成焦?fàn)t氣回收裝置不能準(zhǔn)時(shí)的配套建設(shè)。3國(guó)內(nèi)外粗苯精制工藝路線

粗苯精制就是以粗苯為原料，經(jīng)化學(xué)和物理等方法除去其中的碳?xì)浠?、硫化氫、氨和水等有害雜質(zhì)，以便得到可作原料使用的高純度苯、甲苯、二甲苯。2022年前國(guó)內(nèi)產(chǎn)能中，粗苯酸洗法精制加工工藝占大多數(shù),然而生產(chǎn)的產(chǎn)品只能達(dá)到焦化苯的質(zhì)量,產(chǎn)品只能定位于順酐等低端產(chǎn)品市場(chǎng)，其生產(chǎn)銷售受到順酐生產(chǎn)的制約，而且三苯收率低，只能達(dá)到80%，生成廢物焦油和殘?jiān)袩o(wú)有效的治理方法，造成環(huán)境污染嚴(yán)峻。

粗苯加氫精制工藝通過(guò)加氫，部分脫除所含S、N及不飽和化合物，經(jīng)萃取單元分別精制，生產(chǎn)高質(zhì)量的純苯、純甲苯、二甲苯等產(chǎn)品。其產(chǎn)品質(zhì)量高，加氫純苯純度可達(dá)99.95%、二甲苯純度可達(dá)99.8%，能滿意游高端產(chǎn)品苯乙烯、TDI(甲苯二異氰酸酯)生產(chǎn)需要,產(chǎn)品售價(jià)遠(yuǎn)高于酸洗苯;三苯收率可達(dá)到90%以上，其加工收益顯著，代表了當(dāng)今粗苯深加工的方向。

3.1國(guó)外工藝技術(shù)路線

3.1.1萊托爾﹙Litol﹚法技術(shù)

日本Litoi高溫、高壓氣相加氫技術(shù)是由美國(guó)胡德利公司開發(fā)、日本旭化成公司改進(jìn)的輕苯催化加氫精制工藝技術(shù),其工藝流程示意圖3。

圖3Litol法工藝流程示意圖

粗苯經(jīng)預(yù)分餾塔分別為輕苯和重苯,輕苯經(jīng)高壓泵進(jìn)入蒸發(fā)器，與循環(huán)氫氣混合后，芳烴蒸汽和氫氣混合物從塔頂出來(lái)，進(jìn)入預(yù)反應(yīng)器，在約6.0MPa、250℃、Co-Mo催化劑作用下，除去高溫時(shí)易聚合的不飽和組分。預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)加熱后，進(jìn)入主反應(yīng)器中,在約6.0MPa、620℃、Cr2O3催化劑作用下，進(jìn)行脫硫、脫氮、脫氧和加氫脫烷基等反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)分別