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煤焦油深加工

2022-07-02 12:36:30 百科资料

煤焦油深加工(英文名称processing of coal tar)是指将煤经过高温干馏过程得到的复杂组成煤焦油,通过化学及物理加工,分离成化工、能源等产品的过程。煤焦油深加工过程是现代煤化工的重要组成部分,也是煤综合利用的有效途径之一。煤焦油深加工装置是与煤高温干馏炼焦,生产冶金焦炭装置配套装置。

我国是煤炭生产大国,也是冶金焦炭生产大国,煤焦油产量在1000万吨/年以上,因此煤焦油深加工在我国工业中占有重要地位。

煤焦油是一种深褐色粘稠液体,主要是各种芳烃为主的混合物,有1万多钟不同的化学组成,其中含量较多的有用组分约200多种。因此其分离、提纯过程是一复杂涉及诸多技术的系统工程。

煤焦油深加工过程得到的化学品都是合成塑料、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。其中许多产品是石油化工中得不到的,因此,煤焦油深加工可促进这些行业的发展,提高资源利用率,有利于环境保护,发展循环经济。

分类

  煤焦油是煤干馏而得到的油状混合物,按生产工艺不同可分为高温焦油、低温焦油和气化焦油。

  (1)高温焦油:烟煤在炼焦炉内炼焦,最终加热温度打动1000℃左右,经历复杂的二次热裂解后得到的焦油。产率约为干煤的3~5%。

  (2)低温焦油:烟煤、褐煤、泥炭和油页岩等在干馏炉中加热,最终温度不超过600℃,二次热裂解反应影响不大得到的煤焦油,对烟煤,一般产率为7~10%;

  (3)气化焦油:褐煤或烟煤在移动床气化炉气化时得到的焦油。

  本文所指为温高温焦油

组成

  煤焦油组成中包括了如苯,苯酚等低的分子质量的简单物质,直到甚至在真空下也不易发的,相对分子量达数千的非常复杂物质,因此是一种十分复杂的混合物.煤焦油中有机化合物估计有一万种以上,已被鉴定的约有五百多种。

  (1)典型高温煤焦油的性质和组成如下表:

  项目 指标

  ---------------------------------------

  密度g/cm(20℃) 1.14~1.25

  萘 % 5~15

  酚类 % 0.5~5

  吡啶碱% 0.2~2

  固体蜡% 0~痕迹

  残碳% 10~40

  甲苯不溶物 2~20

  灰分% <0.5

  水分% <5

  沸程% 轻油 <180℃ 0.2~2

  中油 180~230℃ 3~10

  重油 230~270℃ 7~15

  270~300℃ 3~7

  300℃~沥青 12~30

  沥青% 45~65

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  (2)煤焦油化学组成特点是

  A主要是芳香族化合物,而且大多数是两个环以上的稠环芳香族化合物,而烷烃,烯烃和环烷烃化合物很少;

  B含氧,含氮和含硫的杂环化合物含量丰富;

  含氧化合物如呈弱酸性的酚类以及中性的古马隆,氧芴等;

  含氮化合物主要包括弱碱性的吡啶,喹啉及它们的衍生物,还有吡咯类如吲哚,咔唑等;

  含硫化合物是噻吩,硫酚,硫杂茚等;

  C煤焦油中各种烃的烷基化合物数量甚少,而且它们的含量随着分子中环数增加而减少;

  D虽然煤焦油中组分是多种多样的,但大多数组分在煤焦油中的含量不高或极微.在煤焦油中含量占总量1%以上的组分只有12种。如萘(10.0%);菲(5.0%);芘(2.1%);苊烯(2.0%)蒽(1.5%)等。

加工过程

  煤焦油深加工过程包括蒸馏前的预处理脱盐、脱水;初步蒸馏和进一步蒸馏等过程。根据煤焦油组成、产品种类及纯度要求不同有多种分离方案及流程。典型的国外煤焦油加工有3种模式:一是全方位多品种,提纯和配制各种规格和等级的产品;二是在煤焦油加工产品的基础上,向着精细化工、染料、医方面延伸的深加工产品;三是重点加工沥青类产品。第一种模式的代表是德国吕特格公司。从焦油中分离、配制的产品有220多种,萘有4个级别,树脂有5个级别,蒽有7个级别,沥青粘结剂及浸渍料有20个级别。可以根据市场要求,在同一装置上,改变操作参数,生产不同级别的产品,达到装置的多功能性。第二种模式的代表是日本的住金化学,仅对煤焦油中纯化合物进行提纯或延伸,试制和生产的产品有180种,如酚类衍生物有21种,喹啉及衍生物有32种,萘衍生物有60种。第三种模式的代表有日本三菱株式会社、美国的RiUy公司、澳大利亚Koppem公司,都在煤焦油沥青加工上有特色的产品。这些公司对煤焦油蒸馏的其它馏分均不进行加工,以混合油的形式出售,仅对蒸馏产生的沥青进行加工。因为煤焦油加工过程中,沥青产率在50%以上,做好沥青加工,提高沥青的附加值,就能够保证焦油加工项目的整体效益。国内煤焦油加工产品主要是酚类、萘、洗油、粗蒽、沥青等。

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