煤焦油的分類
煤焦油是煤乾餾而得到的油狀混合物,按生產工藝不同可分為高溫焦油、低溫焦油和氣化焦油。
(1)高溫焦油:煙煤在煉焦爐內煉焦,最終加熱溫度打動1000℃左右,經歷複雜的二次熱裂解後得到的焦油。產率約為乾煤的3~5%。
(2)低溫焦油:煙煤、褐煤、泥炭和油頁岩等在乾餾爐中加熱,最終溫度不超過600℃,二次熱裂解反應影響不大得到的煤焦油,對煙煤,一般產率為7~10%;
(3)氣化焦油:褐煤或煙煤在移動床氣化爐氣化時得到的焦油。
本文所指為溫高溫焦油
煤焦油的組成
煤焦油組成中包括了如苯,苯酚等低的
分子質量的簡單物質,直到甚至在真空下也不易發的,相對分子量達數千的非常複雜物質,因此是一種十分複雜的混合物.煤焦油中有機化合物估計有一萬種以上,已被鑑定的約有五百多種。
(1)典型高溫煤焦油的性質和組成如下表:
項目 指標
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密度g/cm3(20℃) 1.14~1.25
萘 % 5~15
酚類 % 0.5~5
吡啶鹼% 0.2~2
固體蠟% 0~痕跡
殘碳% 10~40
甲苯不溶物 2~20
灰分% <0.5
水分% <5
沸程% 輕油 <180℃ 0.2~2
中油 180~230℃ 3~10
重油 230~270℃ 7~15
270~300℃ 3~7
300℃~瀝青 12~30
瀝青% 45~65
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(2)煤焦油化學組成特點是
A主要是
芳香族化合物,而且大多數是兩個環以上的稠環芳香族化合物,而烷烴,
烯烴和環烷烴化合物很少;
B含氧,含氮和含硫的雜環化合物含量豐富;
含氧化合物如呈弱酸性的酚類以及中性的古馬隆,氧芴等;
含氮化合物主要包括弱鹼性的吡啶,
喹啉及它們的衍生物,還有吡咯類如吲哚,咔唑等;
含硫化合物是噻吩,硫酚,硫雜茚等;
C煤焦油中各種烴的烷基化合物數量甚少,而且它們的含量隨著分子中環數增加而減少;
D雖然煤焦油中組分是多種多樣的,但大多數組分在煤焦油中的含量不高或極微.在煤焦油中含量占總量1%以上的組分只有12種。如萘(10.0%);菲(5.0%);芘(2.1%);苊烯(2.0%)蒽(1.5%)等。
煤焦油的加工過程
煤焦油深加工過程包括蒸餾前的預處理脫鹽、脫水;初步蒸餾和進一步蒸餾等過程。根據煤焦油組成、產品種類及純度要求不同有多種分離方案及流程。典型的國外煤焦油加工有3種模式:一是全方位多品種,提純和配製各種規格和等級的產品;二是在煤焦油加工產品的基礎上,向著精細化工、染料、醫方面延伸的深加工產品;三是重點加工瀝青類產品。第一種模式的代表是德國呂特格公司。從焦油中分離、配製的產品有220多種,萘有4個級別,樹脂有5個級別,蒽有7個級別,瀝青粘結劑及浸漬料有20個級別。可以根據市場要求,在同一裝置上,改變操作參數,生產不同級別的產品,達到裝置的多功能性。第二種模式的代表是日本的住金化學,僅對煤焦油中純化合物進行提純或延伸,試製和生產的產品有180種,如酚類衍生物有21種,喹啉及衍生物有32種,萘衍生物有60種。第三種模式的代表有日本三菱株式會社、美國的RiUy公司、澳大利亞Koppem公司,都在煤焦油瀝青加工上有特色的產品。這些公司對煤焦油蒸餾的其它餾分均不進行加工,以混合油的形式出售,僅對蒸餾產生的瀝青進行加工。因為煤焦油加工過程中,瀝青產率在50%以上,做好瀝青加工,提高瀝青的附加值,就能夠保證焦油加工項目的整體效益。國內煤焦油加工產品主要是酚類、萘、洗油、粗蒽、瀝青等。