煤焦油常减压蒸馏装置的模拟与优化

叶启亮，奚茂华，杨敬一，袁佩青

(华东理工大学化工学院，上海 200237)

煤炭是我国最基础的能源，目前对其利用方式主要有直接燃烧、炼焦和气化[1]。煤焦油是煤在炼焦时产生的具有刺激性气味、呈黑色或黑褐色黏稠状的液体[2]。煤焦油作为焦化工业的重要产品，其组成极为复杂，含有上万种有机化合物，目前大约鉴定出500余种[3-4]，其中许多化合物是生产农药、医药、染料、涂料、合成橡胶和多种功能性材料的重要原料，有的化合物甚至是石油化工过程难以生产的[5]。为获取这些宝贵的化合物，需先采用蒸馏方法从煤焦油中切取轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油及沥青等不同馏分，使苯、酚、萘、甲基萘、喹啉、蒽、咔唑等多种化合物集中到相应馏分中，再通过深加工进一步分离。煤焦油常减压蒸馏工艺通常基建投资大，操作复杂，因此确定合理工艺条件是提高煤焦油利用率及产品质量的关键。

本研究基于Aspen Plus V9.0建立煤焦油常减压蒸馏工艺流程，通过灵敏度分析对整个工艺流程进行优化，确立合理的工艺条件，提高产品质量。模拟结果对煤焦油常减压蒸馏工艺的优化设计及装置的高效操作具有重要指导作用。

1 煤焦油蒸馏流程模拟

1.1 煤焦油组分表征

根据馏程不同，煤焦油可分为中低沸程煤焦油(常压沸点400 ℃以下)和高沸程煤焦油(常压沸点400 ℃以上)[6]。针对宁夏某焦化企业高温煤焦油，为简化模拟计算但又保证模拟计算的准确性，将煤焦油中质量分数小于0.02%的组分不单独输入[7]，根据其沸点分别合并到沸点相邻的组分中。……