煤焦油及深加工.doc

1煤焦油及深加工第一节 煤焦油的生成和性质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黏稠状液体，简称焦油煤焦油按干馏温度不同可分为低温焦油和高温焦油低温干馏相对密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50％左右，酚类含量可达 30％左右，其余为吡啶碱类为主的含氮化合物、含硫化合物及胶状物质，在褐煤焦油中还含有大量石蜡高温焦油是低温焦油在高温下二次分解的产物，现代炼焦生产中得到的焦油属于高温焦油，现主要讨论高温焦油主要是由芳香烃组成的复杂混合物，它的产率、质量和组成取决于炼焦配煤的性质和炼焦过程中的操作条件炼焦煤料的生成年代轻，煤的挥发分含量高，开始软化的温度低，胶质状态温度间隔长，则焦油产率大在焦炉操作方面，炉墙温度增高和炉顶空间温度增高，会促使焦油组分热解，使焦油产率降低，焦油中的高温产物——蒽、萘、沥青和游离碳的含量增加，密度增大，酚类及中性油类含量降低炭化室装煤不足和焦炭过火，相当于提高了炉顶空间温度和炉墙温度，另外，焦油的产率和组成还受炼焦炉压力制度的影响通常情况下，煤焦油的产率（产量）约为装炉煤的 3%—4%2煤焦油中估计含有上万种有机物质，绝大多数部分为带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量的脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，这些物质按化学性质可分为中心性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。

目前，已鉴定出近 500 种化合物，其含量共占焦油质量 55%左右焦油的主要组分含量见表:名称 含量 名称 含量 名称 含量苯 0.12-0.15 苊（e） 1.2-1.8 屈 0.65-2甲苯 0.18-0.25 芴（WU） 1.0-*1.2 吲哚（yinduo） 0.08-0.2二甲苯 0.08-0.12 氧芴 0.6-0.8 苯甲腈（jing） 0.02苯的高级同系物 0.8-0.9 苯并氧芴 0.5-0.7 苯酚 0.2-0.5茚(yin) 0.25-0.3 苯并芴 1.0-1.1 三混苯酚 0.4-0.8古马隆 0.04 蒽 1.2-1.8 二甲酚 0.3-0.5四氢化萘 0.2-0.3 菲 4.5-5.0 高沸(fei)点酚 0.75-0.953萘 8-12 咔唑（ka） 1.5-2.1 硫杂茚 0.3α- 甲基萘 0.8-1.2 甲基菲 0.9-1.1 硫杂芴 0.3β-甲基萘 1.0-1.8 芘(pi) 1.0-1.2 吡(bi)啶及同系物 0.1-0.11二甲基萘及同系物 1.0-1.2 莹蒽 2.0-3.5 喹(kui)啉及同系物 0.3-0.5联苯 0.3-0.4 1，2 苯并蒽 0.68 其他同系物 0.7-0.8冶金部标准（YB/T5075-95）规定了煤焦油的技术指标，见表煤焦油的技术指标指标名称 指标 指标名称 指标1 号 2 号 1 号 2 号密度/（g.cm-3） 1.15-1.21 1.13-1.22 水分/%（不大于） 4.0 4.0甲苯不容物（无水基）/% 3.5-7.0 不大于 9 黏度（E80） （不大于） 4.0 4.2灰分%（不大于） 0.13 0.13 萘含量（无水量）/%（不大于） 4.0 7.0注：萘含量指标不做质量考核依据4第二节 煤焦油主要加工产品的性质及用途煤焦油中沥青占其中总量的 50%以上，含量大于 1%的物质只有10 余种，绝大多数化合物的含量仅有千分之几或万分之几。

因此，从煤焦油中提取各种单组分产品的方法是相对煤焦油进行蒸馏切取各种馏分，使单组分产品浓缩集中到相应的六分钟去再经过精馏、结晶、过滤、及化学处理等方法加工提取各种单组分产品对煤焦油进行蒸馏切取的各种馏分，既可以作为产品直接出售或使用，也是进一步加工的原料一、煤焦油馏分煤焦油蒸馏一般按其中所含不同组分的沸点分割成：轻油馏分、（170C以前） 、酚油馏分（170C—210C ） 、萘油馏分（210C—230C ） 、洗油馏分（230C—300C ） 、一蒽油馏分（300C—330C ） 、二蒽油馏分（330C—360C ）及沥青（大于 360C1、轻油馏分轻油馏分时煤焦油蒸馏时切取的馏程为 170C以前的馏出物其产率为无水焦油的 0.4%-0.8%主要组分为本及同系物，并含有少量的古马隆和茚等不饱和化合物及微量的萘轻油馏分一般并入洗苯后的洗油，或并入粗苯中加工制取苯类产品其质量控制指标如下：密度（20C）/(g•cm-3) 0.88-0.9 初馏点/C 5>95酚含量/% 90蒸馏试验2、酚油馏分酚油馏分是煤焦油蒸馏时切取馏程为 170-210。

C 的馏出物其产率为无水焦油的 1.4%-2.3%煤焦油中的酚 40%-50%集中在这段馏分中其他主要组分还有吡啶碱、古马隆和茚等酚油馏分一般送去进行酸碱洗涤，提取酚和吡啶碱洗后酚油用于制取古马隆-茚树脂其质量指标如下：密度（20C）/(g•cm-3) 0.98-1.01 初馏点/C >170酚含量/% >28 200C 前馏出量/% >80萘含量/% 95蒸馏试验3、萘油馏分萘油馏分是煤焦油蒸馏时切取的馏程为 210C—230C 的馏出物产率为无水焦油的 10%-13%煤焦油中 80%-85%的萘集中在这段馏分中其他主要组分还有甲基萘、硫茚、酚和吡啶碱等萘油馏分一般送去进行酸碱洗涤，提取酚和吡啶碱，然6后用蒸馏法生产工业萘萘油馏分的质量控制指标如下：密度（20C）/(g•cm-3) 1.01-1.04 初馏点/C >205萘含量/% >75 230C 前馏出量/% >85酚含量/% 95蒸馏试验4、洗油馏分洗油馏分是煤焦油蒸馏时切取的馏程为 230-300。

C 的馏出物其产率为无水焦油的 4.5%-6.5%主要组分有甲基萘、二甲基萘、苊(e)、联苯、芴、氧芴、喹啉、吲哚和好高沸点酚等洗油馏分主要用于生产供吸收焦炉煤气所含苯及同系物的洗油，也可以进一步精馏切取窄馏分，以提取甲基萘、吲哚、联苯、苊、氧芴和芴等产品洗油用于洗苯时要脱除其中的酚，因为酚的存在能促使洗油乳化，降低吸苯效果洗油馏分的质量控制指标如下：密度（20C）/(g•cm-3) 1.035-1.055 初馏点/C >230萘含量/% 85酚含量/% <3 7蒸馏试验5、一蒽油馏分一蒽油馏分是煤焦油蒸馏时切取的馏程为 300-330C 的馏出物，其产率为无水焦油的 14%-20%主要成分有蒽、菲、咔唑和芘（pi）等一蒽油馏分是制取粗蒽的原料，也可以直接配制生产炭黑的原料油，其质量指标控制如下：密度（20C）/(g•cm-3) 1.12-1.13 300C 前馏出量/% <10萘含量/% <3 360C 前馏出量/% 50-70蒸馏试验6、二蒽油馏分二蒽油馏分是煤焦油蒸馏时切取的馏程为 330-360。

C 的馏出物，其产率为无水焦油的 4%-10%主要成分苯基萘、荧蒽、芘（pi） 、苯基芴等二蒽油馏分主要用于配制生产炭黑的原料油或筑路沥青等，也可以作为提取荧蒽和芘等化工产品的原料其质量指标控制如下：密度（20C）/(g•cm-3) 1.15-1.19 蒸馏试验萘含量/% <1 360C 前馏出量/% <157、沥青沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物，常温下为黑色固体，8无固定的熔点，呈玻璃相，受热后软化继而熔化，密度为 1.25-1.35g/cm3按其软化点高低可分为低温沥青、中温沥青和高温沥青三种焦油蒸馏一般切取中温沥青，其软化点为 80-90C（环球法） ，产率是煤焦油的 54%-56%二、酚类产品酚类是带有羟基的芳香烃煤焦油中含有的酚俗称为焦油酸，目前已查明的有 60 余种，约占煤焦油的 1%-3%，酚类产品按其中的沸点不同，分布在各馏分中从煤焦油中提取分离的酚类产品主要有苯酚、邻位甲酚、间位甲酚、二甲酚、三甲酚及少量萘酚酚类都具有特殊的臭味，有腐蚀性和毒性，暴露在空气中和阳光下色泽会逐渐变深，如苯酚变成微红色苯酚、甲酚、二甲酚等低级酚多存在于酚油馏分和萘油馏分中。

从煤焦油馏分中提取酚时，先用 NaOH 溶液对各馏分进行洗涤，使酚变成酚钠盐得以脱除，然后用 CO2 或稀硫酸对酚钠盐进行分解，得到粗酚，粗酚进一步精制得到焦化苯酚、工业酚、间甲酚、对甲酚、混合甲酚、工业二甲酚等产品焦油蒸馏切取窄馏分时，酚在各馏分中的含量及占焦油量如表酚在各馏分中的集中度名称 产率/% 馏分含酚/% 馏分中份量占焦油量/% 馏分中酚量占焦油中酚量/%轻油 0.69 5.2 0.036 2.09酚油馏分 1.96 34.33 0.674 939.0萘油馏分 12.8 4.3 0.55 31.9洗油馏分 5.94 2.8 0.166 9.65一蒽油馏分 24.95 1.2 0.299 17.35合计 46.34 1.725 99.99煤焦油中所含的主要酚类化合物的物理性质见下表 5-3-4煤焦油加工各种主要酚类产品的技术指标如下1、粗酚粗酚是从煤焦油馏分中提取酚时，先制得的酚类产品的混合物。

中国冶标（YB/T5079-93）规定粗酚的技术指标如下：指标名称 指标 指标名称 指标酚及同系物含量（按无水计算）/%不小于 83 吡啶碱含量/%（不大于） 0.5馏程（按无水计算） PH 值 。