煤焦油,是煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油, 在焦炭生产中得到的煤焦油属于高温煤焦油。
全球第一桶地下原位热解煤焦油在陕西成功提取,实现煤田地下原位采油从‘0’到‘1’的突破。2024年1月15日,陕西省煤田地质集团有限公司、自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室联合主办的“陕北富油煤地下原位热解开采先导性试验”项目成果发布会发布的信息,引发各方关注。
中国工程院院士王双明介绍,作为我国重要的能源生产基地,陕西煤炭产量居全国第三。陕北富油煤的焦油产率达9%左右,通过地下原位热解开采工艺提取煤中的焦油,相当于再造一个大庆油田。
煤焦油,是煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油, 在焦炭生产中得到的煤焦油属于高温煤焦油。它是粗煤气冷却过程中冷凝、分离出来的焦炉煤气净化产品之一。煤焦油一般作为加工精制的原料以制取各种化工产品,也可直接利用,如作为工业型煤、型焦和煤质活性炭用的粘结剂的配料组分,还可用作燃料油、高炉喷吹燃料以及木材防腐油和烧炭黑的原料。煤焦油一般作为加工精制的原料以制取各种化工产品,也可直接利用,如作为工业型煤、型焦和煤质活性炭用的粘结剂的配料组分,还可用作燃料油、高炉喷吹燃料以及木材防腐油和烧炭黑的原料。
煤焦油行业产业链上游原材料主要为煤炭;中游为煤焦油生产加工环节,主要包括低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油;下游主要应用于树脂、沥青、塑料、染料、油漆、农药、医药等领域。
中低温煤焦油的组成和性质与高温煤焦油有较大差别,中低温煤焦油中含有较多的含氧化合物及链状烃,其中酚及其衍生物含量达10%~30%,烷状烃约为20%,同时重油(焦油沥青)的含量相对较少,比较适合采用加氢技术生产车用发动机燃料油和化学品。高温煤焦油相对密度大于1.0,含大量沥青,几乎完全是由芳香族化合物组成的一种复杂混合物,估计组分总数在1万种左右,从中分离并已认定的单种化合物约500种,其量约占焦油总量的55%。高温焦油中质量分数≥1.0%的化合物只有10余种,分别是萘(10.0%)、菲(5.0%)、荧蒽(3.3%)、芘(2.1%)、苊烯(2.0%)、芴(2.0%)、蒽(1.5%)、2-甲基萘(1.5%)、咔唑(1.5%)、茚(1.0%)和氧芴(1.0%)等。
我国是全球第一大煤炭生产国,煤炭产量约占全球一半以上。近年来,我国煤炭产量整体呈持续上升的趋势,为行业的发展提供了充足的原料保障。数据显示,2021年,我国原煤产量达41.26亿吨,同比增长5.7%。从产能方面来看,随着近年来我国煤焦油产业的不断发展,行业产业也随之扩张。数据显示,2020年我国煤焦油产量达3677万吨/年,较2019年增长77万吨/年。从产能结构分布来看,2020年我国煤焦油产能中,高温煤焦油产能约为2627万吨/年,与上年基本保持持平,占总产能等71.4%,其它煤焦油产能占比为28.6%。
根据中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国煤焦油行业市场分析及发展前景预测报告》显示:
2015年我国煤焦油产量为2200万吨,2022年我国煤焦油产量达2600万吨,生产区域主要分布在华北和西部地区,细分品类来看,高温煤焦油胶质、沥青质含量高,反应过程要求高,占比国内煤焦油产量最高,需求量来看,2022年我国煤焦油需求量约为2610.3万吨。
我国煤焦油产能及利用率变动情况而言,我国煤焦油综合利用技术能从煤焦油中提取四十多种产品,其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、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。随着需求带动,我国煤焦油产能持续走高,截止2022年我国煤焦油产能达4450万吨,产能利用率有所下降,不到6成。
目前,我国煤焦油的消费市场主要有三部分,一是用于深加工制取工业萘、洗油、蒽油和煤沥青等产品;二是将粗煤焦油作为替代重油的燃料,用于玻璃、陶瓷等热能行业以及作为生产炭黑的原料;三是高温煤焦油加氢,随着高温煤油加氢技术的成熟,高温煤焦油加氢项目的消耗量有扩大之势。
中低温煤焦油和高温煤焦油的性质和组成有明显差别,应分别加工。中低温煤焦油可以经加氢处理生产柴油、汽油等车用发动机燃料油和化学品。高温煤焦油加氢制燃料油比中低温煤焦油加氢难度大,按照传统加工工艺,高温煤焦油各馏分经进一步加工,可以分离出多种化工产品。
国内焦油加工装置普遍较分散、规模偏小,能耗高且严重污染环境,产品品种少,尤其是高质量、高附加值产品较少,质量较差,生产成本高,经济效益差。今后煤焦油应走集中、大型化加工路线,增加煤焦油深加工产品的种类,提高深加工产品的质量。
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