煤焦油的形成
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煤焦油碳化硬碳全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:煤焦油是一种重要的化工产品,它是从焦炭生产过程中产生的副产品。
煤焦油主要是一种混合物,其中包含着多种有机化合物,比如芳香烃、脂肪烃、杂环化合物等。
煤焦油的主要用途是作为化工原料,用于生产染料、合成纤维、橡胶、塑料等。
除了用作化工原料之外,煤焦油还可以通过碳化制备硬碳。
碳化是一种将有机物转化为含碳或碳质的化学过程,硬碳是碳化后得到的一种材料。
硬碳具有高结晶度、高硬度和高熔点的特点,因此在冶金、机械制造、电子等领域有着广泛的应用。
在碳化的过程中,煤焦油首先被加热至高温,然后在缺氧的环境中进行热解反应,有机物被分解生成含碳的产物。
硬碳是煤焦油碳化后生成的主要产物之一,它具有良好的导电性和热传导性,因此在电池、耐磨材料、导电填料等方面有着广泛的应用。
煤焦油碳化制备硬碳的过程中,控制碳化温度、时间和压力等参数是至关重要的。
合理的碳化条件可以确保硬碳的质量和产率,提高生产效率,降低生产成本。
选择合适的催化剂和提高反应器的操作稳定性也是影响碳化效果的重要因素。
在碳化过程中,也会产生一些副产物,比如焦油和气体。
这些副产物可以进一步利用,比如通过凝析的方式提取焦油中的有用组分,或者收集气体进行能源回收。
通过充分利用煤焦油碳化的副产物,可以实现资源循环利用,减少环境污染。
煤焦油碳化制备硬碳是一种重要的化工过程,不仅可以得到有用的碳材料,还可以实现煤焦油资源的有效利用。
随着碳材料在新能源、新材料、环保等领域的广泛应用,煤焦油碳化技术的研究和发展将具有重要意义。
希望通过不断的技术创新和工艺优化,可以实现煤焦油碳化生产的高效、低能耗、低排放。
【END】第二篇示例:煤焦油是煤炭加工过程中产生的一种有机化合物,主要成分包括苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类物质。
煤焦油具有较高的挥发性和燃烧性能,是一种重要的工业原料。
煤焦油在石化工业、冶金工业、化工工业等领域广泛应用,不仅可以作为燃料,还可以用于生产沥青、染料、杀菌剂等产品。
蒽:anthracene['ænθrə,si:n]Beijing University of Chemical Technology所有的煤焦油水量都脱不净。
4%含水量为合格。
焦炉的焦化温度在1000度以上生成的为高温煤焦油600--1000度生成的为中温600度以下为低温。
高温的含萘,8--13%中低温不含萘,主要含酚。
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碳化又称干馏(dry distillation)。
固体燃料的热化学加工方法。
将煤、木材、油页岩等在隔绝空气下加热分解为气体(煤气)、液体(焦油)和固体(焦炭)产物,焦油蒸气随煤气从焦炉逸出,可以回收利用,焦炭则由焦炉内推出。
有机化合物在隔绝空气下热分解为碳和其他产物,以及用强吸水剂(浓硫酸)将含碳、氢、氧的化合物(如糖类)脱水而成炭的作用也称碳化。
煤干馏coal carbonization 煤化工的重要过程之一。
指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。
按加热终温的不同,可分为三种:900~1100℃为高温干馏,即焦化;700~900℃为中温干馏;500~600℃为低温干馏(见煤低温干馏)。
煤焦油加工工艺概述摘要:本文浅述了煤焦油工业的发展历史,现状及国内外煤焦油生产主要工艺,提出了煤焦油未来发展趋势。
关键词:煤焦油发展工艺趋势一、煤焦油概述煤焦油又称煤膏,是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体,比重大于水,具有酚和萘的特殊气味,具有一定溶性、可燃并有腐蚀性。
煤焦油成分比较复杂,有上万多种化合物,大多是以芳香结构为特征的,且以1-4环的芳香环为主。
主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃,以及芳香族含氧化合物(如苯酚等酚类化合物),含氮、含硫的杂环化合物等很多有机物。
二、我国煤焦油工业的发展历史、现状及未来的发展要求1.我国煤焦油加工的落后局势我国煤焦油加工工业是随着炼焦工业而发展起来的。
近30年来,由于受到来自石油化工的激烈竞争,以及钢铁工业的制约,其发展比较缓慢且不均衡。
进入90年代中期,因对煤焦油产品如萘、蒽、吡啶、酚类等多环或杂环芳香烃的需求,以及碳素工业对针状焦、中间相沥青的需求,人们对煤焦油加工工业的重要地位又有了新的认识。
煤焦油加工工业作为区域经济发展的重要支柱产业已经形成。
产品结构单一,我国煤焦油加工工业深加工和综合利用能力较差。
目前,在煤焦油加工中,除冶金、化工系统大型煤焦化企业生产萘、酚、沥青、炭黑及少量吡啶、蒽、咔唑外,其大量的杂环和稠环化合物均无回收和综合利用,资源浪费现象严重。
技术陈旧,设备落后,难以形成经济规模在我国煤焦油加工装置中,煤焦油加工技术陈旧,设备落后,难以形成经济规模。
布局不合理,环境污染严重由于历史和现行政策的原因,我国煤焦油加工企业的分布在总体上依然不尽合理,风景保护区、城市城区及相关区域依然有煤焦化企业。
由于生产工艺落后,产品回收及综合加工能力差,致使“三废”排放严重。
2.我国煤焦油加工工业发展的基础优势产业优势,目前我国大型煤焦油加工企业有50家,已形成一定规模的产业基础和存量优势。
特别是大型煤焦化企业,如北京炼焦化学厂、鞍山钢铁公司、上海宝山钢铁公司、攀枝花钢铁公司、马鞍山钢铁公司、武汉钢铁公司等,已基本完成原始积累,煤焦油年加工能力达300万吨,产量达120万吨,成为我国化学工业发展的重要行业。
煤焦油煤焦油的分类:①低温(450-650℃)干馏焦油;②低温和中温(600-800℃)反生炉焦油;③中温(900-1000℃)立式炉焦油;④高温(1000℃)炼焦焦油。
煤焦油的形成:①200℃以下,析出吸附在煤中的水、二氧化碳和甲烷等;②250-300℃,煤中含氧分子结构分解为水、二氧化碳等;③300-550℃,煤中大分子侧链及基团断裂,形成初次分解产物;④800-1000℃,形成二次分解产物,高温焦油。
焦油元素组成:含碳88.8-91.1%,氢为5.6-6.1%,氧为1.6-3.6%,氮为1-1.3%,硫为0.4-0.8%,及痕量金属元素。
焦油的性质:①焦油在20℃的密度介于1.10-1,25g/cm3,其值随温度升高而降低;②闪点为96-105℃,自然点为580-630℃,燃烧热为35700-39000kJ/kg;③比热容:25-100℃为1.65kJ/(kg·℃);25-137℃为1.729kJ/(kg·℃);25-184℃为1.88kJ/(kg·℃);25-210℃为2.1kJ/(kg·℃)。
④焦油水分≤4%,灰分≤0.15%,游离碳6-10%;⑤恩氏黏度:40℃时为20-30E t;80℃时为3-5E t;150℃时为1-2E t。
⑥固定铵含量小于1.5g/L。
炉顶温度对各产品的影响:见书10-11页,图1-4,1-5,1-6.煤焦油初步加工焦油初步加工主要产品(七种):名称切取温度℃产率%轻油<170 0.4-0.8酚油 170-210 2.0-2.5萘油 210-230 10-13洗油 230-300 4.5-7一蒽油 280-360 16-22二蒽油初馏点310℃ 4-8沥青残渣 50-56焦油加工前的处理:均合、脱水、脱盐。
均合:均匀程度按萘检查,萘波动不超过1%脱水:初步脱水,在焦油储槽内保持70-80℃,静置脱水36小时,水分脱至2-3%;最终脱水,在管式炉对流段及一次蒸发器内进行,水分脱至0.5%。
煤热解原理(一)煤热解什么是煤热解煤热解是一种将煤转化为有用化学品和能源的过程。
它是一种煤化学处理技术,通过在高温和缺氧条件下对煤进行加热分解,将煤中的有机物转化为气体、液体和固体产品。
煤热解原理煤热解的原理是在充分加热的情况下,煤中的有机质分解产生气体、液体和固体副产品。
这个过程可以通过以下几个步骤来解释:1.脱挥发分:在煤热解过程中,首先煤中的挥发分会被蒸发出来,形成煤气。
这个过程被称为脱挥发分。
2.减挥发分:继续升温将煤中的有机质分解为液体和固体产物,同时释放出大量的气体。
这个过程被称为煤减挥发分。
3.炭化反应:在高温下,煤中的碳会逐渐形成炭化物。
这个过程类似于煤变为焦炭的过程。
煤热解产品煤热解可以产生多种产品,包括以下几类:1.煤气:煤热解过程中,脱挥发分释放出的气体可以被收集,经过净化后可用于发电、供热等用途。
2.煤焦油:煤热解过程中,减挥发分产生的液体产品。
煤焦油可以用于制备化工原料、润滑油等。
3.煤焦炭:煤热解过程中,炭化反应产生的固体产物。
煤焦炭常用于炼钢、制造电极等领域。
煤热解技术应用煤热解技术在能源和化工领域有广泛的应用,包括以下几个方面:1.煤热解发电:通过煤热解产生的煤气,可以用于发电,减少对传统燃煤发电的依赖,降低对环境的影响。
2.煤热解化学品制备:通过煤热解产生的煤焦油,可以制备出各种化工原料,例如苯、甲醇等,为化工行业提供了新的原料来源。
3.煤热解炼钢:煤焦炭作为高质量的炭素材料,被广泛应用于炼钢过程中,提高了炼钢的效率和产品质量。
煤热解的优势和挑战煤热解作为一种煤化学处理技术,具有以下优势和挑战:优势:•能源多样化:煤热解可以将煤转化为多种形式的能源,减少对石油等传统能源的依赖。
•化工原料多样性:煤热解可以产生多种化工原料,为化工行业提供了更多的选择。
•低碳排放:煤热解过程中可以控制废气中的排放物,降低了温室气体的排放。
挑战:•高温高压条件:煤热解需要在高温高压的环境下进行,对设备和工艺条件要求较高。
煤焦油成分的简单分离摘要: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。
煤焦油分离加工技术尚不成熟完整,目前对于煤焦油的深加工和提取高附加值的产品仍需进一步的探索。
本文探讨了煤焦油成分的简单分离方法,煤焦油经蒸馏截取各段馏分后,将焦油中的成分根据其化学性质分为中性和酸碱性两部分,针对不同成分的分离探讨适合的分离方法。
关键字:煤焦油;分离方法;组成1、引言:煤焦油是炼焦工业煤热解生成的粗煤气中的产物之一,其产量约占装炉煤的3%~4%在常温常压下其产品呈黑色粘稠液状,密度通常在0.95-1.10g./cm3之间,闪点100℃具有特殊臭味,煤焦油又称焦油。
常温下煤焦油是一种黑色粘稠液体,炼焦生产的高温煤焦油密度较高,为1.160~1.220g/cm3 。
主要由多环芳香族化合物组成,烷基芳烃含量较少,高沸点组分较多,热稳定性好。
其组分萘含量较多,其余相对含量较少,主要有1-甲基萘、2-甲基萘、苊、芴、氧芴、蒽、菲、咔唑、莹蒽、喹啉、芘等。
焦油的各组分性质有差别,但性质相近组分较多,需要先采用蒸馏方法切取各种馏分,使酚、萘、蒽等欲提取的单组分产品浓缩集中到相应馏分中去,再进一步利用物理和化学的方法进行分离。
170℃前的馏分为轻油;170~210℃的馏分主要为酚油;210~230℃的馏分主要为萘油;230~300℃的馏分主要为洗油;280~360℃的馏分为一蒽油;二蒽油馏分初馏点为310℃,馏出50%时为400℃。
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。
油漆及医药等用。
(2)酚及其同系物生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、燃料中间体、炸药等。
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。
煤焦油的形成煤焦油是一种具有刺激性臭味的黑色或褐黑色的粘稠状的液体,是煤在热解过程中(煤焦化或煤干馏)产生的液态产物。
按照热解的温度的不同可把煤焦油大致分为三类,即低温煤焦油(400~600℃)、中温煤焦油(600~800℃)和高温煤焦油(1000℃)。
常温下煤焦油的密度为0.95~1.19g/cm3,具有酚、萘的特殊臭味,闪点为96~105℃,自燃点为580~630℃,燃烧热为35.7~39.0MJ/kg。
煤焦油含有一定量的悬浮于其中的炭黑状物质和高分子树脂,决定了其带有深暗的颜色,它们是由高分子的,特别是多碳少氢的芳烃或稠环芳烃所组成的。
这些细小分散在煤焦油胶体系统中的黑色颗粒或絮状物质,不溶于苯、甲苯、吡啶、和喹啉等有机溶剂中,统称苯不溶物(BI)或甲苯不溶物(TI),它们对煤焦油的性质和质量产生很大影响。
煤焦油中还含有2%~5%的氨水,故它呈碱性反应。
煤焦油一般由煤高温干馏得到,高温干馏是在焦炉的炭化室中进行的。
煤在碳化室内经干燥、析出吸附在煤中的水、二氧化碳和甲烷等(物理解析)。
随着煤料温度的升高,煤中含氧多的分子结构分解为水、二氧化碳等。
当煤层温度达到300~550℃,则发生煤大分子侧链和基团的断裂,形成胶质体,生成半焦,经进一步炭化而形成焦炭。
在成层结焦过程中,胶质体内发生激烈的热解反应,形成大量的初次热解产物(初焦油,500~550℃)。
初焦油具有大致如下的族组成。
链烷烃(脂肪烃):8.0% 烯烃:2.8% 芳烃:53.9%酸性物质:12.1% 盐基类:1.8% 树脂状物质:14.4%初焦油中芳烃主要有甲苯、二甲苯、甲基萘、甲基联苯、菲、蒽、及其甲基同系物,酸性化合物多为甲酚和二甲酚,还有少量的三甲酚和二甲基吡啶、甲苯胺、甲基喹啉等。
这些初次热解产物沿胶质体的外侧(炉墙侧,外行气)和内侧(炭化室中心侧,里行气)向炭化室顶部空间汇集,然后由上升管导出,如图1-1所示。
图1-1 焦炉煤气流动图在这个过程中,初次煤热解产物受炉墙、焦饼中心和炉顶空间的高温作用,发生一系列二次热解反应,生成二次热解产物(800~1000℃)。
也就是说,高温煤焦油实质是初温焦油在高温作用下进热化学转化形成的。
这个转化过程非常复杂,包括裂解、脱氢、聚合、缩合、歧化和异构化等反应。
主要的二次热解反应有:(1)裂解(2)脱氢(3)缩合(4)脱烃基侧链这一过程生成芳烃化合物和杂环化合物。
芳烃化合物生成的反应式为:杂环化合物的生成反应式为:热解温度对焦油组成影响较大。
随着热解温度的提高,苯和萘的含量有明显的增加,二甲苯和蒽的变化不明显,酚含量明显下降。
表1-1给出了初焦油和高温焦油的组成差异。
由表1-1可以看出,初焦油的饱和烃和酚含量较高,而沥青和萘、菲、蒽、的含量明显低于高温焦油。
表1-1 初焦油和高温焦油组成组成/% 初焦油高温焦油饱和烃10.0 -酚25.0 1.5萘 3.0 10.0 菲和蒽 1.0 6.0沥青35.0 55.01.2 煤焦油的化学组成和性质煤焦油中的组分非常复杂,其有机化合物组分估计有上万种,已被鉴定的约有500种。
但大多数组分含量很少或极微。
煤焦油中含量超过1%的组分只有12种,如萘、甲基苯、氧芴、芴、苊、蒽、菲、咔唑、荧蒽、芘、苊、和甲酚的三种异构体。
表1-2列出了煤焦油中的主要成分及它们的物理化学性质。
煤焦油中的主要组分可以划分为芳香烃、酚类、杂环氮氧化物、杂环硫化物、杂环氧化物、以及复杂的高分子环状烃。
其组成包括了由苯和苯酚等低分子量、低沸点的简单物质,到甚至在高真空下也不易蒸发的相对分子量达到几千的复杂化合物。
尽管煤焦油中化合物组成复杂,但它们的化学组成有如下特点。
①主要的芳香族化合物,而且大多数是两个环以上的稠环芳香族化合物,烷烃、烯烃、和环烷烃化合物很少。
②在煤焦油中除了芳香烃外,还含有氧、含氧、含氮、含硫化合物。
③含氧化合物主要是相应烃的羟基衍生物,即各种酚类,具有弱酸性,还有一些含氧中性化合物如古马隆、氧芴等。
④含氮化合物主要是具有弱碱性的吡啶、喹啉及它们的衍生物,还有吡咯类的化合物如吲哚、咔唑等,以及少量的胺类和腈类。
⑤含硫化合物是噻吩、硫酚、硫杂茚等。
⑥煤焦油中相应烃的烷基化合物的数量很少,而且随分子中环数的增加而减少。
为了深入了解煤焦油的化学组成,通常将煤焦油分成几个族类,即烃类化合物、含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物及不饱和化合物来进行研究。
(1)烃类化合物烷烃、烯烃及环烷烃主要在轻油馏分中少量存在,其中某些化合物在其他馏分中也有发现。
煤焦油中所发现的苯族烃主要是苯、甲苯、3种二甲苯异构体,它们含量很少,主要集中在轻油馏分中,酚油馏分已不含苯和甲苯,而含异丙苯、1,2,4,5-均四甲苯及对异丙基苯甲烷等苯的衍生物。
煤焦油中还有联苯、联苯的烷基衍生物以及苯乙烯(带不饱和侧链的苯的衍生物),具有C2以上的烷基苯的含量很少,主要是苯的甲基衍生物。
萘是煤焦油中最简单的稠环芳烃,其含量高,大大超过了其他化合物的含量,较为集中在萘油馏分和洗油馏分中。
在煤焦油中还发现有两种萘的一甲基衍生物(它们含量较大),6种二甲基萘及二乙基萘。
在相应的馏分中也确定了由三甲基萘存在,但在目前14种三甲基萘的可能异构体中只在煤焦油中发现了两种,它们是2,3,6-及1,3,7-的异构体。
在煤焦油的高沸点化合物中还发现了萘的衍生物苯并茚。
煤焦油中发现了少量萘的氢化衍生物如二氢萘和四氢萘。
此外还有苊,主要集中在洗油馏分中。
尽管在煤焦油中含量占绝大部分的是六碳环化合物,但也有五环化合物。
在高沸点馏分中有大量的由六碳环及五碳环组成的二环化合物茚及三环化合物,如芴。
典型的三环稠环芳烃是蒽和菲,主要集中分布在蒽油馏分中。
煤焦油中绝大部分的高沸点化合物由2~4个或更多的六碳环组成。
对煤焦油高沸点物质部分的研究进行得很少,在这些物质中发现了下列物质:这些高沸点的碳环化合物缺氢的,它们的熔点高,在煤焦油中还没有发现有这些化合物的烷基衍生物。
除芴以外在相应馏分中还发现了2-甲基芴和三甲基芴。
在蒽及菲的衍生物中还发现了甲基蒽及甲基菲的异构体。
有趣的是在350~360℃的馏分中还发现了4,5-次甲基菲,这种化合物在性质上与芴和菲相当,可以认为是生成多环化合物反应的中间产物。
(2)含氧化物煤焦油的含氧化合物分为酸性含氧化合物和中性含氧化合物两种。
①酸性含氧化合物它们是芳香烃侧链中含有氧的化合物,这些化合物是酚类,在工业上价值很大,它们是较完全地从煤焦油中分离出来的少数种类的产品。
煤焦油中的酚类主要是单元酚,此外还有多元酚。
在烷基酚中间位取代的要比邻位及对位取代的多。
焦油酚的组成很复杂,除酚、甲酚、二甲酚外、还有许多其他的羟基化合物。
在洗油馏分中分出了古马隆的羟基衍生物及氢化茚的烃基衍生物,如下:在较少研究的蒽油馏分的酚类中发现了联苯的羟基衍生物、氧芴的羟基衍生物、芴的羟基衍生物及菲的羟基衍生物,如下:由于部分的酚类(主要是苯酚及甲酚)溶解在焦油水中成为二元系统的水-酚类,从焦油水中可以生产出的酚类约占煤焦油所抽出酚类的1/4。
目前除蒽油馏分外,从各个馏分分出的酚类,从数量上和组成上看最有价值的是酚油馏分和萘油馏分中的酚。
②中性含氧化合物它们是芳香环中含有氧的化合物,煤焦油中的酮类含量很少,主要的中性化合物是呋喃的衍生物即古马隆,氧芴及2,3-苯并芴。
除古马隆和氧芴外,在相应的馏分中还有它们的甲基衍生物。
(3)含氮化合物煤焦油中含氮化合物分为盐基性化合物和中性化合物两种。
①盐基性化合物煤焦油中的盐基性化合物又称焦油盐基(也称焦油碱)。
焦油盐基一般分为两类:主要的是杂环含氮化合物(吡啶、喹啉及它们的衍生物),其次是芳香胺(苯胺及其衍生物)。
由于焦油盐基的主要组成是吡啶、喹啉及它们的衍生物,所以焦油盐基一般包括吡啶盐基(也称吡啶碱)及喹啉盐基。
沸点在160℃以下的称为较吡啶盐基,沸点在160℃以上的称为重吡啶盐基。
喹啉盐基存在于240~400℃的馏分中,大部分为喹啉类和异喹啉类。
a. 杂环含氮化合物在轻油馏分和酚油馏分中所含的杂环含氮化合物有吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶、6-乙基二甲基吡啶、3-乙基吡啶、4-乙基吡啶、三甲基吡啶等。
在萘油馏分中含有除吡啶以外的其他一切吡啶的衍生物(如四甲基吡啶等)以及喹啉和它的衍生物。
在230~265℃的洗油馏分中含有喹啉、异喹啉、甲基喹啉、甲基异奎琳和2,8-二甲基异喹啉等。
在较高沸点的洗油馏分中还含有喹啉系的三甲基衍生物及8-羟基喹啉等,在蒽油馏分中,从煤焦油中所分出的吡啶量于从焦炉气中所分出的相比是很少的,一般以酚油馏分作为生产吡啶衍生物的原料,而萘油馏分和洗油馏分则作为生产喹啉及其衍生物的原料。
b. 芳香胺类煤焦油中的芳香胺类主要是苯胺、甲苯胺、和二甲苯胺,在高沸点馏分中还发现有萘胺。
②中性化合物a. 吡咯衍生物这类化合物主要有吲哚、咔唑和苯并卡唑,其中吲哚主要集中在洗油中(75%)。
吲哚及其衍生物的性质活泼,它们是引起不同的树脂化反应的主要组分。
在相应的煤焦油馏分中也发现了咔唑的甲基衍生物,在沸点较高的含氮化合物中没有烷基衍生物。
b. 腈类化合物在煤焦油中发现了腈类的几乎所有的主要代表物。
这些物质是苯腈,甲苯腈及萘腈,它们主要存在酚油和萘油馏分中。
(4)含硫化合物煤焦油中的含硫化合物几乎半数在沥青中,其他半数主要分布在蒽油中,其次分布在萘油和洗油中。
表1-3 煤焦油各馏分中硫的分布洗油9.0 0.70 0.06 7.68蒽油23.0 1.00 0.23 28.02 沥青57.0 0.73 0.42 50.59 合计100 ——0.82 100煤焦油中的含硫化合物有两类。
①中性含硫化合物这类含硫化合物主要是具有噻吩环的化合物,其主要代表是噻吩、硫杂茚、硫芴和2,3-苯并硫芴以及它们的家及衍生物和少量的硫杂茚的而家及衍生物。
煤焦油中大部分含硫化合物沸点较高,如硫芴及2,3-苯并硫芴之类的化合物。
在蒽油馏分中有硫芴存在,洗油馏分中有二甲基硫杂茚及甲基硫杂茚存在,在萘油馏分中有硫杂茚存在。
硫杂茚、甲基硫杂茚、二甲基硫杂茚及硫芴的沸点与相应烃类(萘、甲基萘、二甲基萘及菲)的沸点接近,所以很难用蒸馏法使他们分离,其沸点如表1-4所列。
表1-4 几种烃类与其伴生含硫化合物的沸点二甲基萘261~270 二甲基硫杂茚约269 菲340 硫芴332②酸性含硫化合物这类含硫化合物主要是具有噻吩环的化合物,如苯硫酚、萘硫酚等,它们大部分属于高沸点化合物,主要存在于洗油馏分和蒽油馏分中。
因为具有酸性,所以会腐蚀设备。
(5)不饱和化合物煤焦油中不饱和化合物的存在对煤焦油的加工精制有很大影响,因为不饱和化合物常与化学试剂发生树脂化反应,生成各种沉淀和结渣,给加工精制带来困难。