第八章 煤焦油的初步蒸馏
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煤焦油产品与蒸馏工艺摘要:本文主要阐述了煤焦油馏分及质量和煤焦油的蒸馏工艺问题。
关键词:煤焦油,蒸馏高温煤焦油是炼焦过程产生的副产物。
高温煤焦油主要是由芳香烃组成的复杂混合物,其中很多是塑料、染料、合成橡胶、医药、耐高温材料以及国防工业的重要原料。
1 煤焦油产品按照干馏温度差异煤焦油可以划分为低温焦油和高温焦油。
低温焦油颜色褐黑,密度较小,在组成中烷烃、烯烃及芳香烃类约占一半左右。
在褐煤焦油中还有一定量的石蜡,是高温焦油,颜色黑,密度较大,在构成上和低温焦油有质的差别。
现代焦化厂生产的是高温焦油。
1.1煤焦油馏分及质量因其高温焦油是极其复杂的一种混合物,还没有可能直接从中提取出酚、萘等单组分产品,需要先经蒸馏切取各种馏分,使要提取的单组分产品浓缩集中到相应的馏分中去,然后用精馏、结晶、过滤及化学处理等方法加工馏分,把它提取出来。
①轻油馏分。
它是煤焦油蒸馏时切取的馏程为170℃以前的馏出量。
主要组分为苯及其同系物,酚含量不大于5﹪,并含有少量的古马隆和茚等不饱和同分异构体化合物及微量的萘。
轻油馏分通常并入吸苯后的洗油,或并入粗苯中加工制取苯类产品。
②酚油馏分。
它是煤焦油蒸馏时切取的馏程为170~210℃的馏出量。
煤焦油中的酚40~50﹪集中在这段馏分中。
酚油馏分通常先实施酸碱洗涤,提取酚和吡啶碱。
洗后酚油用于制取古马隆一茚树脂。
③萘油馏分。
它是煤焦油蒸馏时切取的馏程为210~230 ℃的馏出量。
煤焦油中80~85﹪的萘集中在这段馏分中。
别的主要组分有甲基萘、硫茚等。
萘油馏分通常先实施酸碱洗涤,提取酚和吡啶碱,再用蒸馏法生产工业萘。
④洗油馏分。
它是煤焦油蒸馏时切取的馏程为230~300℃的馏出量。
主要组分有甲基萘、二甲基萘、联苯等。
洗油馏分一般用在生产供吸收精制煤气所含的苯及同系物的洗油,也能深化精馏切取窄馏分,以提取甲基萘、联苯等产品。
洗油用于洗苯时要脱除其中的酚,酚的存在可促使洗油乳化,降低吸苯效果。
焦油蒸馏工艺Flying Youth 团队目录1.0焦油的主要组成及用途2.0焦油发展现状3.0现有焦油蒸馏工艺4.0新开发的焦油蒸馏工艺4.1工艺形成的背景4.2工艺特点4.3工艺流程4.4焦油蒸馏所获馏分的洗涤技术附图焦油常压蒸馏工艺流程图焦油常减压蒸馏工艺流程图固定管板式换热器设备图精馏塔设备图吸收塔设备图再沸器设备图蒸发器设备图1.0焦油的主要组成及用途煤焦油为煤干馏过程中所得到的一种液体产物,高温干馏(即焦化)得到的焦油称为高温干馏煤焦油(简称高温煤焦油),低温干馏(见煤低温干馏)得到的焦油称为低温干馏煤焦油(简称低温煤焦油)。
两者的组成和性质不同,其加工利用方法各异。
高温煤焦油,黑色粘稠液体,相对密度大于1.0,含大量沥青,其他成分是芳烃及杂环有机化合物。
包含的化合物已被鉴定的达400余种。
工业上将煤焦油集中加工,有利于分离提取含量很少的化合物。
加工过程首先按沸点范围蒸馏分割为各种馏分,然后再进一步加工。
各馏分的加工采用结晶方法可得到萘、蒽等产品;用酸或碱萃取方法可得到含氮碱性杂环化合物(称焦油碱),或酸性酚类化合物(称焦油酸)。
焦油酸、焦油碱再进行蒸馏分离可分别得到酚、甲酚、二甲酚和吡啶、甲基吡啶、喹啉。
这些化合物是染料、医药、香料、农药的重要原料。
煤焦油蒸馏所得的馏分油也可不经分离而直接利用,如沥青质可制电极焦、碳素纤维等各种重要产品,酚油可用于木材防腐,洗油用作从煤气中回收粗苯的吸收剂,轻油则并入粗苯一并处理。
低温煤焦油,也是黑色粘稠液体,其不同于高温煤焦油是相对密度通常小于1.0,芳烃含量少,烷烃含量大,其组成与原料煤质有关低温干馏焦油是人造石油的重要来源之一,经高压加氢制得汽油、柴油等产品。
焦油蒸馏的各组分含量及用途:煤焦油是焦化工业的重要产品之一,其产量约占装炉煤的3%~4%,其组成极为复杂,多数情况下是由煤焦油工业专门进行分离、提纯后加以利用.焦油各馏分进一步加工,可分离出多种产品,目前提取的主要产品有:(1)萘用来制取邻苯二甲酸酐,供生产树脂、工程塑料、染料。
煤的干馏石油的分馏
煤是一种常见的化石燃料,而其中的干馏产物之一就是石油。
煤的干馏石油的
分馏是一种重要的工艺过程,可以将原始的煤提炼出各种有用的化学物质。
下面将对煤的干馏石油的分馏进行详细介绍。
煤的干馏
煤的干馏是指在缺少氧气的情况下,通过加热使煤发生化学变化的过程。
在干
馏的过程中,煤中的有机物质被分解,释放出气体和液体产物。
其中的液体产物就是煤焦油,也称为煤油或煤焦油,是煤的一种干馏产物。
煤焦油的分馏
煤焦油是一种复杂的混合物,需要经过分馏才能得到不同组分。
煤焦油的分馏
是指将煤焦油加热至一定温度,然后根据不同组分的沸点将其分离出来的过程。
分馏过程通常包括以下几个步骤:
加热
首先,将煤焦油放入分馏釜中进行加热。
随着温度的升高,煤焦油中的各种组
分开始逐渐汽化,并在分馏塔中冷凝成液体。
分离
在分馏塔中,根据各种组分的沸点高低,通过在不同高度设置分馏板或填料,
将煤焦油分离为不同的馏分。
例如,较低沸点的液体组分会向上升腾并在高处凝结,形成轻质馏分,而较高沸点的组分则会在较低位置凝结,形成重质馏分。
收集
最后,通过收集不同高度的凝结液体,可以得到各种不同组分的煤焦油产品。
这些不同的馏分可以用于制备油漆、润滑油、染料等化工产品,也可以用作燃料或原料。
结语
煤的干馏石油的分馏是一种重要的化工过程,通过这一过程可以从煤中提取出
各种有用的化学物质。
掌握煤的干馏和石油的分馏技术,可以有效利用煤这种资源,促进化工产业的发展。
希望通过本文的介绍,您对煤的干馏石油的分馏有了更深入的了解。
焦油脱水及蒸馏原理焦油脱水及蒸馏是一种常见的炼油过程,用于从原油中分离出一系列的烃类化合物。
该过程主要基于这样一个原理,即不同的烃类化合物具有不同的沸点和溶解性,因此可以通过蒸馏和脱水来分离出它们。
焦油脱水是指在炼油过程中将原油中的水分去除,以便更好地进行后续的分离和提纯。
水分的存在会降低炼油操作的效率,同时也会影响炼油产品的质量。
焦油脱水被视为炼油过程中的一项关键操作。
焦油脱水可以采用不同的方法,包括重力分离、离心分离、凝聚法等。
最常用的方法是采用分离漏斗进行重力分离。
分离漏斗的原理是基于水和油两种液体的不同密度,通过静置和重力作用,将它们分离开来。
在实际操作中,首先要将原油加热到一定的温度,以便使水和油之间的界面清晰明显,然后将加热后的原油缓慢倒入分离漏斗中,并等待一段时间,使水和油分离。
将漏斗中的水分排出,留下较纯净的原油。
焦油蒸馏是指将原油加热到一定温度,将其分解成不同的烃类化合物,在不同温度下收集并分离这些化合物。
这种蒸馏方法主要基于不同烃类化合物的沸点不同的原理,从而实现分离纯化的目的。
在实际操作中,焦油蒸馏通常采用分馏塔,分馏塔是一种具有多层塔板的设备,能够在不同温度和压力下实现烃类化合物的分离。
原油从塔底进入分馏塔,然后在不同温度下蒸发,产生不同挥发性的化合物,这些化合物在分馏塔中上下流动,与塔板上不同温度和压力下的冷却剂接触,逐渐凝结并被分离。
分馏塔中分为若干层,每层塞制有一些填料,分离出来的液体在每层塞制的填料上不停地震荡,而震荡过程中不同种类的化合物两两互相传递质量,因此最终会得到不同种类的有机化合物。
分馏塔中通常有多个出口,通过这些出口收集不同沸点区间内的化合物。
焦油脱水及蒸馏是炼油过程中的核心技术之一,其应用广泛。
主要应用于原油的分离和提纯,从而得到石油产品,如汽油、柴油、润滑油、石油酚、馏分沥青等。
焦油脱水及蒸馏技术在可持续发展中的应用随着环保意识的不断提高,石油化工行业也在探索更加环保和可持续的生产方式。
煤焦油加工工艺煤焦油是煤在干馏过程中得到的液态产物。
根据干馏温度的不同,可以将煤焦油分成以下几类:低温焦油,干馏温度在450~600℃中温焦油,干馏温度在700~900℃高温焦油,干馏温度在1000℃炼焦过程中产生的焦油称为高温焦油。
目前,我国煤焦油产量已达1300万吨,占世界总产量70%以上。
高温煤焦油是一种主要由芳烃组成的复杂混合物,大约含有1万多种化合物,目前已查明的约500种,可提取的约200种,其中有许多产品是石油化工难以得到的。
发展煤焦深油加工不仅可提高资源利用率和经济效益,还有利于环境保护。
煤焦油各馏分产率及切取温度范围1.煤焦油的初步蒸馏1.1贮存及质量均和有本厂生产的粗焦油及外厂来油均送入焦油油库,进行质量均和、初步脱水及脱渣。
焦油油库通常至少设三个贮槽,一个接收焦油,一个静置脱水,一个向管式炉送油,三槽轮换使用,焦油贮槽为钢板焊制的立式柜。
1.2焦油脱水焦油含水量多,会使焦油蒸馏系统的压力显著提高,能耗增加,设备的生产能力降低,而且伴随水分带入的腐蚀性介质,还会引起设备和管道的腐蚀。
焦油脱水可分为初步脱水和最终脱水。
焦油的初步脱水是在焦油贮槽内加热静置脱水,焦油温度维持在70~80℃,静置36h以上,水和焦油因密度不同而分离。
静置脱水可使焦油中水分初步脱至2%~3%。
目前广泛采用的焦油最终脱水方法是在管式炉的对流段及一次蒸发器内进行。
当焦油在管式炉对流段被加热到120~130℃,然后在—次蒸发器内闪蒸脱水,使油水分可脱至0.5%以下。
1.3焦油脱盐焦油中所含的挥发性铵盐在最终脱水阶段即被除去,而绝大部分的固定铵盐仍留在脱水焦油中,固定铵盐中氯化铵占80%,其余为硫酸铵、硫氰化铵、亚硫酸铵及硫代硫酸铵等。
当加热到220~250℃时,固定铵盐分解为氨和游离酸。
产生的酸存在于焦油中,会严重腐蚀管道和设备,因此焦油在送入管式炉加热前,必须脱盐。
焦油脱盐是在焦油进入管式炉最终脱水前加入碳酸钠溶液,使固定铵盐转化为稳定的钠盐。
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第一节煤焦油蒸馏煤焦油蒸馏是根据煤焦油中各组分的沸点不同将各组分初步分割为几个富集某种和某几种化合物的馏分的加工过程。
煤焦油蒸馏包括蒸馏前的准备和蒸馏等工序。
蒸馏前的准备工作包括脱来自集气管的煤焦油、脱盐(用Na2CO3溶液)、脱图7- 2煤焦油蒸馏工艺流程示意图渣、质量均匀化、脱水和脱盐等步骤。
煤焦油蒸馏的工艺流程如图7-2所示。
煤焦油蒸馏工艺按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏两种。
连续蒸馏按操作压力有常压连续蒸馏、常压﹣减压连续蒸馏和减压连续蒸馏三种工艺流程。
常压连续蒸馏工艺流程有一塔式连续蒸馏流程和二塔式连续蒸馏流程。
一、煤焦油脱渣粗煤气中带有较多的煤粉、焦粉和炭黑等固体颗粒,它们在煤气冷却过程中进入煤焦油,使煤焦油中固体沉淀物含量急剧增加。
这不但导致煤焦油和沥青质量恶化,还会在煤焦油蒸馏过程中堵塞设备和管道,因此,焦油渣必须预先予以脱除。
脱渣分三段进行:(1)一段脱渣。
焦炉煤气与集气管中冷凝下来的冷凝液(含煤焦油、氨水和焦油渣)在气液分离器中分离,冷凝液流入机械化焦油氨水分离器,同焦炉煤气初冷器冷凝下来的煤焦油和氨水汇合,经重力沉降分离,上层为氨水,中层为煤焦油,下层为焦油渣。
氨水溢流入中间槽,送回焦炉集气管喷洒。
煤焦油经液面调节器流入焦油中间槽,焦油渣由刮板输送机连续刮至漏斗排出。
这一方法可使焦油含渣量降至4﹪~6﹪。
(2)二段脱渣。
一段脱渣后的焦油,送入另一机械化焦油氨水分离器,经两段脱渣后煤焦油含渣量为2.5﹪~2.7﹪。
(3)三段脱渣。
二段脱渣分离出的煤焦油送入超级离心机。
经三段脱渣后的煤焦油含渣(100㎜以上)量为0.3﹪,脱渣效率为97﹪。
二、煤焦油质量均匀化由本厂回收车间生产的粗焦油及外厂来油均送入焦油油库贮存,并于油库进行质量均匀化、初步脱水及脱渣。
焦油油库通常至少设三个贮槽,即一个接收焦油,一个静置脱水,一个向管式炉送油,三槽轮换使用。
焦油贮槽多为钢板焊制的立式槽,其构造如图7-3所示。
第八章煤焦油的初步蒸馏第一节煤焦油的组成、性质及主要产品的用途煤焦油是煤在干馏和气化过程中得到的黑褐色、黏稠性的油状液体。
根据干馏温度和过程方法的不同,煤焦油可分为低温煤焦油(干馏温度在450~600℃)、中温煤焦油(干馏温度在700~900℃)、高温煤焦油(干馏温度在1000℃左右)。
低温煤焦油的特征是颜色稍褐,密度小,其中主要成分是高级酚、软蜡、短链的脂肪族饱和烃和烯烃。
中温煤焦油和高温煤焦油是低温煤焦油在高温下经二次裂解的产物。
本章主要讨论高温煤焦油,以下简称煤焦油。
一、煤焦油的组成和性质煤焦油的组成和物理性质波动范围大,这主要取决于炼焦煤组成和炼焦操作的工艺条件。
所以,对于不同的焦化厂来说,各自生产的煤焦油质量和组成是有差别的。
1.煤焦油的组成组成煤焦油的主要元素中,碳占90%左右,氢占5%左右,此外还含有少量的氧、硫、氮及微量的金属元素等。
高温煤焦油主要是芳香烃所组成的复杂混合物,估计其组分总数有上万种,目前已查明的约500种,其中某些化合物含量甚微,含量在1%左右的组分只有10多种。
表8—1列出了煤焦油中主要组分的含量及性质。
表8-1 高温煤焦油的组成表8—1所列化合物中碳氢化合物均呈中性。
含氧化合物中,主要为酸性的酚类及少量的中性化合物(如氧芴、古马隆等)。
含氮化合物中,含氮杂环的氮原子上有氢原子相连时呈中性(如咔唑、吲哚等);而当无氢原子相连时呈碱性(如吡啶、喹啉)。
含硫化合物皆呈中性。
煤焦油中不饱和化合物含量虽少,但在受热和某些介质作用下易聚合成煤焦油渣,给化学产品回收及精制过程带来许多麻烦,而被看作是有害成分。
煤焦油质量标准见表2—1。
2.煤焦油的性质煤焦油的闪点为96~105℃,自燃点为580~630~C ,燃烧热为35700~39000kJ/kg 。
煤焦油的蒸发潜热入可用下式计算:λ=494.1-0.67t (8—1)式中 t —煤焦油的温度,℃。
煤焦油馏分相对分子质量可按下式计算K M BT (8—2)式中 M —煤焦油馏分相对分子质量;T K —蒸馏馏分馏出50%时的温度,K ;B —系数,对于洗油、酚油馏分为3.74,对于其余馏分为3.80。
煤焦油的相对分子质量可按各馏分相对分子质量进行加和计算确定,煤焦油、煤焦油馏分和煤焦油组分的理化性质参数也可查阅有关图表。
二、煤焦油中各种馏分的产率煤焦油的产率主要受炼焦煤的性质、炼焦操作制度的影响。
若原料煤的挥发分增加,煤焦油产率也随之增加;若采用高气煤配比,可使煤焦油产率达4%~4.2%;当炼焦温度升高时,煤焦油产率下降,而密度、游离碳增加,酚类产品减少,萘和蒽类芳香族产品增加。
一般在煤焦油连续蒸馏时,切取的馏分如表8—2所示。
煤焦油各馏分进一步加工时,可分离和制取多种产品,其中提取的主要产品有以下几种。
萘:萘为无色单斜晶体,易升华,不溶于水,能溶于醇、醚、三氯甲烷和二硫化碳,是煤焦油加工的重要产品之一。
萘是非常宝贵的化工原料,是煤焦油产品中数量最多的产品。
中国所生产的工业萘多用于制取邻苯二甲酸酐,以供生产涤纶、工程塑料、染料、油漆及医药之用。
同时还可用来制取炸药、植物生长刺激素、橡胶及塑料的抗老化剂等。
酚及其同系物:酚为五色结晶,可溶于水、乙醇、冰醋酸及甘油等,呈酸性。
酚广泛用于生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、染料中间体及炸药等。
甲酚的用途也很大,可用于生产合成塑料(电木)、增塑剂、防腐剂、炸药、杀菌剂、医药及人造香料等。
二甲酚和高沸点酚可用于制造消毒剂。
苯二酚可用作显影剂。
蒽:蒽为五色片状结晶,不溶于水,能溶于醇、醚、四氯化碳和二硫化碳。
目前蒽的主要用途是制取蒽醌系染料及各种油漆。
菲:菲为白色带荧光的片状结晶,能升华,不溶于水,微溶于乙醇、乙醚,可溶于乙酸、苯、二硫化碳等。
可用于制造人造树脂、植物生长激素、鞣料,还原染料及炭黑等。
菲经氢化制得全氢菲,可用于生产喷气飞机燃料。
菲氧化成菲醌可作农药。
沥青:沥青是煤焦油蒸馏时的残液,为多种高分子多环芳烃所组成的混合物。
根据生产条件不同,沥青软化点可波动在70~150℃之间。
中国生产的电极沥青和中温沥青的软化点为75~90℃。
沥青可用于制造建筑用的屋顶涂料,防湿剂、耐火材料黏结剂及用于筑路。
目前,用沥青生产沥青焦,改质沥青,以制造炼铝工业所用的电极。
各种油类:煤焦油蒸馏所得的各种馏分在提取出有关单组分产品后,即得到各种油类产品。
其中洗油馏分脱除酚类和吡啶碱类后,用作吸收煤气中苯类的吸收剂。
脱除了粗蒽的一蒽油是配制防腐油的主要组成部分。
第二节煤焦油加工前的准备中国煤焦油年产量大,年产量约700万吨以上,由于煤焦油集中加工具有基建投资少,经济效益好;可以增加产品品种,提高产品质量;有利于降低能耗;有利于采用先进技术,消除污染;使煤焦油车间大修改造费的使用更加合理。
所以现代煤焦油加工向高集中化、大型化、高质量、高产率、多品种、低消耗、无污染的方向发展。
煤焦油加工厂的煤焦油来源较广,而为了保证煤焦油加工操作的正常稳定,提高设备的生产能力和安全运行,必须做好煤焦油加工前的准备工作。
准备工作包括运输及储存、煤焦油质量的均合、煤焦油脱水及脱盐等。
一、煤焦油的储存和运输焦化厂回收车间所生产的粗煤焦油,可储存在钢筋混凝土的地下储槽或钢板焊制成的直立圆柱形储槽中,多数工厂用后者,其容量按储备10~15昼夜的煤焦油量计算。
通常设置储槽数目至少为三个,一个槽送油入炉,一个槽用作加温静置脱水,另一个接受煤焦油,三槽轮换使用,以保证煤焦油质量的稳定和蒸馏操作的连续。
煤焦油储槽结构如图8—1所示。
储槽内设有加热用蛇形管,管内通以蒸汽,在储槽外壳包有绝热层以减少散热,使煤焦油保持85~95℃,在此温度下煤焦油容易和水分分离。
分离出来的水可沿槽高方向安设的带有阀门的溢流管流放出,收集到收集罐中,并使之与氨水混合,以备加工。
储槽外设有浮标式液面指示器和温度计,槽顶设有放散管。
对于回收车间生产的煤焦油,含水往往在10%左右,可经管道用泵送人煤焦油储槽。
经静置脱水后含水约3%~5%。
外购的商品煤焦油,则需用铁路槽车输送进厂。
槽车有下卸口图8-1 煤焦油储槽的,可从槽车自流人敞口溜槽,然后用泵泵人1-煤焦油入口;2-煤焦油出口煤焦油储槽中。
如槽车没有下卸口,则用泵直:3-放水旋塞;4-放水竖管;接泵人煤焦油储槽。
5-放散管;6-人孔;外销煤焦油需脱水至4%以下才能输送到7-液面计;8-蛇管外厂加工。
为了适于长途输送,槽车上应装置蒸蒸汽加热器;9-温度计汽加热管,以防煤焦油在冬天因气温低而难于卸出。
二、煤焦油质量的均合煤焦油加工车间或大型加工厂,常常加工几个炼焦化学厂的煤焦油,这些煤焦油在馏分的含量、密度、游离碳含量和灰分方面都有很大的差别。
为保证连续煤焦油精馏装置正常工作,杂油和外来煤焦油要按一定比例混合。
均匀程度一般按含萘量检查,波动不应超过1%。
三、煤焦油的脱水煤焦油是从荒煤气中分离出来的,采用的方法是在集气管用循环氨水喷洒使其冷却冷凝,又在初冷器中进一步冷凝冷却后加以回收的,因此含有大量的水。
经回收车间澄清和加热静置脱水后送往煤焦油精制车间的煤焦油含水量仍保持在4%左右。
煤焦油含水多,会使煤焦油蒸馏系统的压力显著提高、流动阻力加大,甚220250~℃至打乱蒸馏操作制度。
此外,伴随水分带人的腐蚀性介质,还会引起设备和管道的腐蚀。
煤焦油脱水可分为初步脱水和最终脱水。
煤焦油的初步脱水,是在煤焦油储槽内用加热静置法实现的脱水条件是:煤焦油温度维持在80~95℃,静置时间36h 以上。
水和煤焦油因密度不同而分离。
静置脱水后使煤焦油中水分降至2%~3%。
在连续式管式炉煤焦油蒸馏系统中,煤焦油的最终脱水是先在管式炉的对流段加热,而后在一段蒸发器内闪蒸而完成的。
如煤焦油含水2%~3%,当管式炉对流段煤焦油出口温度达120~130℃时,可使煤焦油水分脱至0.5%以下。
此外,也可在专设的脱水装置中,使煤焦油在加压(490~980kPa)及加热(130~135℃)条件下进行脱水。
加压脱水法的优点是水不汽化,分离水以液态排出,节省了汽化所需的潜热,耗热少。
四、煤焦油的脱盐煤焦油中所含的水实属氨水,其中所含少量的挥发性铵盐在最终脱水阶段可被除去,而占绝大部分的固定铵盐仍留在脱水煤焦油中,当加热到220~250℃时,固定铵盐会分解成游离酸和氨。
例如:NH 4C1 HCl+NH3产生的酸存在于煤焦油中,会引起管道和设备的腐蚀。
此外,铵盐的存在还会使煤焦油馏分起乳化作用,给含萘馏分的脱酚操作造成困难。
因此必须采取脱盐措施,尽量减少煤焦油馏分中的固定铵盐。
通常采用三个办法。
①回收车间做好机械化(煤)焦油氨水澄清槽的操作,尽量降低煤焦油中游离碳和煤粉含量,以降低乳化液的稳定性;煤焦油车间(或加工厂)要定期清除原料储槽中的残渣,既利于静止脱水,也可以降低沥青中灰分含量。
②将初冷器的冷凝液送机械化(煤)焦油氨水澄清槽,降低循环氨水中固定铵盐的含量(可降至1.25g/L)。
③在煤焦油入管式炉一段煤焦油泵前连续加入碳酸钠溶液,使之与固定铵盐发生复分解反应,生成稳定的钠盐。
固定铵盐与碳酸钠的反应如下2NH 4Cl+Na 2C03→2NH 3+C02+2NaCl+H 2O2NH 4CNS+Na 2C03→2NH 3+CO 2+2NaCNS+H 2O(NH 4)2S04+Na 2CO 3→2NH 3+C02+Na 2S04+H 2O以上反应中所生成的钠盐在煤焦油加热蒸馏温度下不会分解。
由高位槽来的8%~12%的碳酸钠溶液经转子流量计加入一段泵的吸人管中,使煤焦油和碳酸钠溶液充分混合。
碳酸钠的加入量取决于煤焦油中固定铵盐的含量,可按下列反应计算2NH 4Cl+Na 2C03→2(NH 4)2CO 3 +2NaCl2×17 1061 x则煤焦油中每克固定氨(固定铵盐分解得到的氨称为固定氨)的碳酸钠耗量为:10613.1()217x g ==×× 式中 17—氨的相对分子质量;106—Na 2C03的相对分子质量。
考虑到碳酸钠和煤焦油的混合程度不够,或煤焦油中固定铵盐含量可能发生变化,所以实际加入量要比理论量过剩25%。
其计算式如下:3.11.2510m V B c q q ×××××ρω (8—3)式中 V q —碳酸钠溶液的消耗量,L/h ;B ω—碳酸钠溶液的质量分数,%;C —固定铵盐含量,换算为每千克煤焦油中含氨克数,g/kg(一般为0.03~0.04g/kg);3.1—按化学反应计算求得的碳酸钠的理论需要量,见上述计算过程; ρ—碳酸钠溶液的密度,kg/m 3;m q —进入管式炉一段的煤焦油量,kg/h 。
碳酸钠溶液浓度,控制质量分数为8%~12%的原因是,若碳酸钠溶液浓度太高时,则加入的量就少,不易和煤焦油混合均匀,使得固定铵盐不能完全除去;若碳酸钠溶液浓度太低时,则加入量要多,给煤焦油带来大量水分。