煤焦油沥青污染特性分析研究

煤焦油沥青污染特性分析研究

付君慧

乌海生态环境投资有限公司， 内蒙古自治区、 乌海市 016000

摘要：煤焦油是煤经过高温干馏过程中得到的，煤焦油深加工能够把煤焦油分化成化工、能源等产品，我国是煤油大国，每年煤焦油产量过千万吨，煤焦油深加工的分离提纯工艺能够获得医要、农药、纤维等化工产品所需的基础材料，因此煤焦油深加工对我国工业具有重要意义。

关键词：煤焦油；沥青；污染

引言

煤焦油作为一种附属能源，其应用价值极高。通过对煤焦油的加工处理，可以生产出不同类型的化工产品。然而受煤焦油自身结构特点所决定，在生产过程中不可避免地会产生化学废水。废水的毒性、危害性和污染性很强，如果不经过妥善处理直接排放，那将会对社会和环境带来巨大灾难。因此煤焦油加工废水深度处理十分必要且意义重大。这就需要焦化行业不断采取切实的技术策略，从而持续优化废水处理流程，使废水能够实现净化达标。焦化企业对废水处理工艺的实施既是企业社会责任的驱使和担当，又是企业实现可持续发展的重要保障。

1煤焦油沥青污染问题

1.1生产加工环节风险

煤焦油深加工生产过程分为五个加工段，第一阶段是煤焦油蒸馏工段，这个阶段会产生轻油、洗油、萘、煤气；第二阶段是馏分洗涤工段，这个阶段会产生酚油、洗油、萘；低三个阶段是工业萘蒸馏，这个阶段会产生萘蒸汽、洗油、溶剂油、煤气；第四阶段是酚盐分解和酚蒸馏，这个阶段会产生酚蒸汽、煤气；第五个阶段是沥青生产工段，这个阶段会产生沥青。储存过程中有大气污染、土壤污染、水污染、人员毒害的风险。

1.2煤焦油加工产生废水

煤焦油加工废水中含有多样的污染物质，且自身难以生物降解，此外具有毒性大的特点。其中高浓度废水来源如下：首先，煤焦油预处理中油水分离、静置过程后，会产生单独收集的分离废水；其次，在蒸发过程中，由于煤焦油脱水以及水分离器分离从而产生的脱离或分离废水；最后，焦油大槽和加工过程中不同分离器共同产生的废水，即废水槽中的废水；此外，硫酸钠在洗涤分解后生成的废水，以及精酚装置中产生的污水。而低浓度废水是指生活、地表和清洁装置设备共同产生的废水总和。

2煤焦油沥青污染治理措施

2.1加氢工艺

中低温煤焦油加氢工艺发展较为成熟，已建成多套工业化装置，针对不同馏分加氢、加氢反应装置、加氢催化剂以及加氢工艺优化等内容开展了很多研究。研制了加氢精制和加氢裂化复合催化剂，采用固定床加氢工艺进行煤焦油提质，油品性质显著改善。对加氢改质后油品蒸馏切割，得到的汽油占9.82%，柴油占73.12%，尾油馏分占16.43%。优化工艺条件为：反应温度663K，反应压力14MPa，液体体积空速0.25h-1，氢油体积比1600∶1。汽、柴油馏分经简单处理即为合格产品，硫、氮含量均很低，加氢尾油则可以作为优质的催化裂化或加氢裂化原料。开展了中低温煤焦油延迟焦化的工艺研究，在温度753K~773K、压力0.15MPa~0.17MPa时延迟焦化，燃料油产率较高，蜡油产率较低，整体产品分布较好，可得到多种产物。采用陕北中低温煤焦油中360℃以下馏分油进行加氢、脱氧、脱硫、脱氮后，截取192℃~255℃馏分进行测试，该段馏分具有热值高、冰点低、稳定性好等特性，各项测试指标都满足火箭煤油标准GJB8087—2013的要求，提高了产品附加值。以中低温煤焦油悬浮床加氢后的轻质油为原料，采用加氢进一步提高油品品质，经深度脱硫、脱氮，得到的清洁燃料油安定性明显提高；最佳工艺条件是：反应压力为16MPa，反应温度为633K，空速为0.5h-1，氢油体积比为1200∶1，产品柴油馏分中氮质量分数降至5.7×10-6，十六烷值59.9，达到0#车用柴油标准。

2.2活性污泥法

活性污泥法是现如今废水深度处理中较为先进且应用效果十分良好的技术。此方法的原理一方面是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触，随之形成溶解性的有机物就会被细胞所吸收，进而氧化为最终产物；另一方面是通过活性污泥法将非溶解性有机物转化为溶解有机物，之后再进行代谢和吸附。实验表明，活性污泥法对氨氮去除率能达到96%、对于硫氰酸盐、酚的去除率高达98%和99%，此外对COD的去除率也能达到96%。因此，活性污泥法能够使废水得到有效净化。

2.3源头控制污染物

煤沥青中含有致癌物质多环芳烃，使得煤沥青在众多行业的应用受到限制。可在使用前对煤沥青进行脱毒预处理，降低煤沥青中致癌物多环芳烃的含量。降低煤沥青中致癌物的方法有：①用含臭氧的空气氧化；②用紫外线照射；③用低沸点溶剂萃取；④聚合物改性煤沥青法。

2.4健全改善相关政策，加强环境监管

第一，建议修订《危险废物名录》，对煤焦油高温炼焦产生的高温煤焦油和中低温煤焦油和焦炭生产过程中产生的其他酸焦油进行分类管理，由于中低温煤焦油产源分散，倒卖现象突出，需要严格控制对“危险废物”的管理标准。第二，国家要加快落实《危险化学品安全管理条例》，强制相关企业登记办理许可证，有效监测控煤焦油去向。第三，要加强煤焦油利用处置过程的环境监管，强化基础管理，建立健全危险废物环境防治、管理和处置责任，一旦有违规操作要严格依法处置。规范处置程序，促使企业实现危险废物管理的标准化和规范化。第四，工业管理加工流程规模化，推动利用处置方式规模化、专业化，有效控制环境风险。

2.5臭氧化法

臭氧的特殊性能表现在其氧化性能非常强，在煤焦油加工废水中所包含的多种污染物质都能够在臭氧的作用下发生反应，这就为消除酚类和氰类等污染物质带来关键效应。同时，臭氧法还能够有效降低COD，并在脱色和消毒领域发挥了其重要的应用处理价值。不过臭氧法同样也受投资成本的制约，因此目前其应用也并没有普及和全面开展。

2.6深加工综合利用

中低温煤焦油除加氢、提酚精制之外，近几年还有一些其他方面的深加工研究报道，如针对性开展新材料、高品质高附加值燃油加工等。郑金欣等[23]在炭材料研究方面取得进展，切割中低温煤焦油适宜制备中间相炭微球的300℃~430℃馏分油，温和加氢预处理后，采用分级热聚制备得到了中间相炭微球，粒度为5μm~15μm，微观结构为地球仪型。中间相炭微球具有优异的物化性能，作为炭材料制品的原料，在航空航天、新型燃料电池、高效液相色谱柱的填充材料等领域，都有良好的应用前景。周秋成[24]以陕北中低温煤焦油中的轻油为原料，开发了加氢-溶剂脱蜡耦合工艺制备煤基蜡，制备的煤基蜡熔点为50.7℃，正构烷烃质量分数为93.7%，煤基蜡总收率为10.68%。陕西省石油化工研究设计院开展了低温煤焦油综合利用研究，在全面分析陕北中低温煤焦油的基础上，根据其物性特点，开发了燃料-化工型工艺路线：先蒸馏切取300℃以下馏分，进行碱抽提提酚，通过酚盐分解、脱水、脱渣得到粗酚；将脱酚油和300℃以上组分合并，进行加氢裂化制取清洁燃料。在酚分离工艺中，采用精馏和溶剂法、结晶法等精细分离手段相结合的方式，获取苯酚、邻甲酚、对甲酚、间甲酚等十余种酚类产品，增加了酚类产品数量，提高了酚类产品质量，可满足精细化工发展需求。

结语

煤焦油废水的深度处理要从源头抓起，充分重视预处理。随着废水处理技术的日益成熟，煤焦油行业更要不断优化和完善处理工艺，最大限度地减少其对环境的污染。同时还要加大技术改革和创新力度，确保企业可持续健康发展。

参考文献

[1]余永登，颜家保.煤焦油加工废水的处理现状及进展[J].现代化工，2014，34(04):30-33.

[2]刁春鹏.焦化废水处理过程苯系物、苯胺类、重金属污染物的存在及去除特性分析[D].广州:华南理工大学，2012.

[3]徐春霞.煤焦油的性质与加工利用[J].洁净煤技术，2013，19（5）：63-67.