第一節(jié) 煤焦油的簡(jiǎn)介
煤炭干餾時(shí)生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠狀液體。簡(jiǎn)稱焦油。煤焦油按干餾溫度可分為低溫煤焦油、中溫煤焦油和高溫煤焦油， 在焦炭生產(chǎn)中得到的煤焦油屬于高溫煤焦油。它是粗煤氣冷卻過(guò)程中冷凝、分離出來(lái)的焦?fàn)t煤氣凈化產(chǎn)品之一。煤焦油一般作為加工精制的原料以制取各種化工產(chǎn)品，(見(jiàn)煤焦油加工)也可直接利用，如作為工業(yè)型煤、型焦和煤質(zhì)活性炭用的粘結(jié)劑的配料組分，還可用作燃料油、高爐噴吹燃料以及木材防腐油和燒炭黑的原料。（可行性 研究 報(bào)告）
第二節(jié) 煤焦油的工藝技術(shù)
焦油蒸餾工藝
焦油蒸餾的目的是將焦油中沸點(diǎn)接近的化合物集中到相應(yīng)的餾分中，以便進(jìn)一步加工分離出單體產(chǎn)品。焦油蒸餾工藝分為間歇式和連續(xù)式2種，現(xiàn)代焦油蒸餾均選擇連續(xù)式蒸餾。
目前，已發(fā)展到連續(xù)常減壓多塔蒸餾。連續(xù)式蒸餾具有分離效果好，各餾分產(chǎn)率高，酚和萘可高度集中在一定的餾分中的特點(diǎn)。焦油蒸餾的主要設(shè)備有管式加熱爐、一段蒸發(fā)器、二段蒸發(fā)器、餾分塔。國(guó)內(nèi)外煤焦油蒸餾的工藝大同小異，都是脫水、分餾。
煤焦油餾分的加工
1) 輕油餾分輕油為170 ℃前的餾分，產(chǎn)率為無(wú)水焦油的0. 4% ～ 0. 8%。常規(guī)的焦油連續(xù)蒸餾工藝，輕油餾分來(lái)源有2處: 一是一段蒸發(fā)器焦油脫水的同時(shí)得到的輕油餾分，簡(jiǎn)稱一段輕油; 二是餾分塔頂?shù)玫降妮p油餾分，簡(jiǎn)稱二段輕油。輕油餾分一般并入洗苯后的洗油或并入粗苯中進(jìn)一步加工，分離出來(lái)苯類產(chǎn)品、溶劑油及古馬隆等。
2) 酚油餾分酚油餾分為170 ～ 210 ℃餾分，產(chǎn)率為1. 0% ～2. 5%。酚類化合物是煤熱分解的產(chǎn)物，其組成和產(chǎn)量與煤料所含的總氧量、配煤質(zhì)量及煉焦溫度有關(guān)。酚類化合物主要存在于酚油、萘油和洗油餾分中。
從焦油餾分中提取酚類化合物的工藝包括餾分堿洗脫酚、粗酚鈉的凈化和凈酚鈉的分解等工序。粗酚的精制是利用酚化合物的沸點(diǎn)差異，采用精餾方法加工以獲得酚產(chǎn)品的工藝。粗酚精制的主要產(chǎn)品有苯酚、工業(yè)酚、鄰甲酚、工業(yè)鄰甲酚、間對(duì)混合甲酚、三混甲酚和二甲酚等。粗酚精制的工藝流程有減壓間歇精餾和減壓連續(xù)精餾。
3) 萘油餾分萘油餾分為210 ～ 230 ℃餾分。萘在煤焦油中的含量與煉焦溫度、煤熱解產(chǎn)物在焦?fàn)t炭化室頂部空間的停留時(shí)間、溫度有關(guān)，一般萘在高溫?zé)捊菇褂椭械暮考s為10% 。
含萘餾分主要制取工業(yè)萘，并可進(jìn)一步加工成精萘。從萘油餾分中提取萘，普遍采用精餾法。生產(chǎn)工業(yè)萘的蒸餾工藝主要有雙爐雙塔、單爐單塔和單爐雙塔加壓連續(xù)精餾。
4) 洗油餾分洗油餾分為230 ～ 300 ℃餾分。產(chǎn)率一般為無(wú)水焦油的4. 5% ～ 6. 5% 。洗油餾分主要用于洗滌吸收煤氣中的苯族烴和從中提取喹啉類化合物、酚類化合物、甲基萘、二甲基萘、萘、吲哚、聯(lián)苯、苊、氧芴和芴等產(chǎn)品。
洗油餾分分別用酸和堿洗滌，提取喹啉類化合物和酚類化合物后，在塔板數(shù)為60 ～ 70的3個(gè)浮閥塔內(nèi)切取窄餾分。其中，萘油餾分是生產(chǎn)工業(yè)萘的原料，脫萘殘油和重質(zhì)洗油是提取氧芴和芴的原料，甲基萘餾分是提取α －甲基萘和β －甲基萘的原料，輕質(zhì)殘油和脫苊殘油可混入低萘洗油中提取工業(yè)苊，中質(zhì)洗油可作為回收苯族烴的吸收劑。
5) 蒽油餾分一蒽油餾分為280 ～ 360 ℃的餾分，產(chǎn)率為16% ～ 22% 。二蒽油餾分初餾點(diǎn)310 ℃，餾出50%時(shí)為400 ℃，產(chǎn)率為4% ～ 6% 。粗蒽是蒽油餾分或一蒽油餾分經(jīng)冷卻、結(jié)晶和離心分離后得到的一種黃綠色結(jié)晶物。粗蒽生產(chǎn)工藝: 一蒽油傳統(tǒng)的加工工藝是結(jié)晶—真空過(guò)濾離心法，工序長(zhǎng)，生產(chǎn)條件差。現(xiàn)已改用結(jié)晶—離心法，并采用臥式刮刀卸料離心機(jī)代替間歇式離心機(jī)。由一蒽油制取的粗蒽，經(jīng)過(guò)精制得到精蒽、菲、咔唑等重要的化工原料。粗蒽精制的方法有溶劑萃取法，溶劑萃?。s法，共沸精餾法，吸附法等。
6) 煤焦油瀝青煤焦油瀝青是煤焦油蒸餾提取餾分后的殘余物，按照軟化點(diǎn)的高低可分為低溫、中溫和高溫瀝青。煤焦油瀝青是煤焦油加工過(guò)程中分離出的大宗產(chǎn)品，占煤焦油的50% ～ 60%，其加工利用水平對(duì)整個(gè)煤焦油加工工藝至關(guān)重要。
煤焦油瀝青不能用蒸餾而只能用萃取進(jìn)一步分級(jí)。目前，煤焦油瀝青主要用于生產(chǎn)瀝青焦、電極與陽(yáng)極糊的黏結(jié)劑( 改質(zhì)瀝青)、型煤黏結(jié)劑、筑路瀝青、各種瀝青防腐漆等。
中溫瀝青經(jīng)改質(zhì)處理可生產(chǎn)改質(zhì)瀝青，進(jìn)而生產(chǎn)電解鋁 行業(yè) 預(yù)焙陽(yáng)極塊及電爐煉鋼石墨電極等。改質(zhì)瀝青生產(chǎn)技術(shù)主要有氧化熱聚法、加熱聚合法、加壓熱聚處理法、呂特格熱聚合法及Cherry － T法( 簡(jiǎn)稱C － T法，以煤焦油為原料)。
煤焦油加氫改質(zhì)
中低溫煤焦油適合加氫改質(zhì)生產(chǎn)車用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料油和化學(xué)品。隨著國(guó)際油價(jià)的飛漲，由煤焦油加氫生產(chǎn)柴油、汽油等車用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料油日益受到關(guān)注，國(guó)外某些石油資源短缺的國(guó)家已在籌備大規(guī)模的蘭炭生產(chǎn)項(xiàng)目，利用副產(chǎn)的煤焦油加氫生產(chǎn)柴油和汽油。加氫改質(zhì)反應(yīng)是在高壓、有氫及催化劑存在的條件下發(fā)生的反應(yīng)。主要目的是除去油品中的硫、氧、氮、金屬雜質(zhì)和使烯烴飽和，改變油品的穩(wěn)定性、顏色、氣味、燃燒性能等，以達(dá)到改變油品性質(zhì)、提高使用價(jià)值的目的。
原有的煤焦油加氫技術(shù)具有一定缺陷，如煤焦油利用率低、工藝流程較復(fù)雜、對(duì)原料油有一定的限制等。2010年煤炭科學(xué) 研究 總院借鑒煤直接加氫液化工藝技術(shù)和石油渣油加氫工藝技術(shù)，提出了一種非均相催化劑的煤焦油懸浮床。
漿態(tài)床加氫工藝及配套催化劑技術(shù)，該技術(shù)具有煤焦油利用率高、輕油產(chǎn)品收率高等突出優(yōu)點(diǎn)，是中低溫煤焦油加工技術(shù)的發(fā)展方向。
高溫煤焦油加氫制燃料油比中低溫煤焦油加氫難度大，在國(guó)內(nèi)還處于工業(yè)化初級(jí)階段。對(duì)于高溫煤焦油的加氫，必須將加氫精制和加氫裂化相結(jié)合，才可以得到較高的燃料油收率。
第三節(jié) 煤焦油 行業(yè) 的特點(diǎn)
中低溫煤焦油中的酚類化合物以低級(jí)酚為主，可以采用化學(xué)萃取法提取低級(jí)酚作為化工原料，提取低級(jí)酚后的餾分將是加氫制取高十六烷值柴油的優(yōu)良原料。
中低溫煤焦油經(jīng)加氫處理可以生產(chǎn)柴油、汽油等車用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料油和化學(xué)品。
高溫煤焦油加氫制燃料油比中低溫煤焦油加氫難度大，按照傳統(tǒng)加工工藝，高溫煤焦油各餾分經(jīng)進(jìn)一步加工，可分離出多種化工產(chǎn)品，目前提取加工的主要產(chǎn)品及用途有：
酚油餾分
苯酚: 酚醛樹(shù)脂、合成纖維、醫(yī)藥; 甲酚: 殺菌劑、增塑劑、選礦藥劑、除草劑、香料、阻燃劑; 二甲酚: 殺蟲(chóng)劑、工程塑料; 吡啶堿: 醫(yī)藥; 古馬隆樹(shù)脂、瀝青漆。
萘油餾分
萘: 染料、塑料、醫(yī)藥、表面活性劑、增塑劑、衛(wèi)生球。
洗油餾分
甲基萘: 溶劑、聚萘酯塑料、MF型助劑、水泥減水劑、飼料添加劑; 吲哚: 香料; 聯(lián)苯: 絕緣油、熱載體; 二甲基萘: 聚萘酯塑料、絕緣材料;苊: 染料聚萘酯塑料; 氧芴: 驅(qū)蟲(chóng)劑; 芴: 塑料; 喹啉類: 醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、顯色劑。
蒽油餾分
蒽: 染料、紙漿蒸解助劑、乳化劑; 菲: 農(nóng)藥; 咔唑: 染料; 炭黑: 輪胎制造、其他橡膠、塑料添加劑、染料、印刷油墨等工業(yè); 防腐油。
二蒽油餾分
熒蒽: 探傷劑; 芘: 染料、工程塑料; 炭黑等。
煤焦油瀝青
瀝青焦; 碳素制品黏結(jié)劑、成型燃料黏結(jié)劑、鎂碳磚、針狀焦、碳纖維; 防腐防水材料、瀝青漆、筑路用柏油等。
第四節(jié) 煤焦油的 行業(yè) 現(xiàn)狀
中低溫煤焦油和高溫煤焦油的性質(zhì)和組成有明顯差別，應(yīng)分別加工。中低溫煤焦油可以經(jīng)加氫處理生產(chǎn)柴油、汽油等車用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料油和化學(xué)品。
高溫煤焦油加氫制燃料油比中低溫煤焦油加氫難度大，按照傳統(tǒng)加工工藝，高溫煤焦油各餾分經(jīng)進(jìn)一步加工，可以分離出多種化工產(chǎn)品。
目前國(guó)內(nèi)焦油加工裝置普遍較分散、規(guī)模偏小，能耗高且嚴(yán)重污染環(huán)境，產(chǎn)品品種少，尤其是高質(zhì)量、高附加值產(chǎn)品較少，質(zhì)量較差，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。今后煤焦油應(yīng)走集中、大型化加工路線，增加煤焦油深加工產(chǎn)品的種類，提高深加工產(chǎn)品的質(zhì)量。
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