煤焦油加工技术问答

1.低温煤焦油和高温煤焦油有何区别? 按炼焦温度不同，煤焦油可分为低温焦油和高温焦油。低温焦油为褐黑，密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃类约占50%，酚类含量可达30%左右。高温焦油色黑，密度较大，是低温焦油在高温下二次分解的产物，因而在组成上与低温焦油有根本性区别。高温焦油主要是由芳香烃所组成的复杂混合物，目前查明的有480多种。本文主要讨论高温焦油。 2.高温煤焦油是怎样形成的? 煤在炼焦过程中的产物(主要是500℃前胶质体分解形成的热分解产品)在荒煤气导出过程中，受到焦炭、半焦及炉顶空间高温作用而二次裂解，最后形成高温煤焦油呈气态被煤水带走，经过冷凝析出形成高温煤焦油(以后称煤焦油)。其过程示意如下：煤热分解500℃ 低温煤焦油 800℃以上 高温煤焦油 二次裂解(气态) →冷凝聚集分离→粗苯工段→焦油大槽。 (液态焦油) (洗萘) 3.焦油有哪些物理性质?工厂常用哪些指标检查焦油质量? 焦油在常温下是一种黑褐色、粘稠，有特殊气味的油状液体，20℃时相对密度在1.12～1.22之间。 工厂一般用焦油全分析检查焦油质量，全分析一般包括以下项目：20℃时的相对密度、水分、游离炭、灰分、蒸馏试验、萘、粗蒽、酚、吡啶盐基含量等。蒸馏试验用于测定焦油各馏分及沥青产率。它是工业中估计焦油工艺性质好坏的重要指标，对蒸馏加工有一定指导意义。 4.焦油主要由哪几种元素组成?组成焦油的化合物一般可分为哪几类? 构成焦油主要元素有五种：C、H、O、N、S。此外还有极少量其他元素和稀有元素。 组成焦油的化合物可以分为以下四类(其中以中性环族芳香烃有机化合物为主，约占90%以上)。 (1)是性碳氢化合物 主要有：苯(甲苯、二甲苯及其衍生物)、萘(、甲基萘及其衍生物)，蒽、菲、芘、屈 、茚、芴、苊等。 (2)含氧化合物 可分为两类：①酸性在侧链上带氧化合物; ②中性环上带氧的化合物。 属于①类的酚有三种甲酚和六种二甲酚的同分异构体等。 属于②类有古马隆(氧茚)及氧芴等。 (3)含氮化合物 焦油中含氮化合物具有碱性或中性。含氮化合物约占焦油的1%左右。 碱性化合物中最多的是吡啶(甲基吡啶、二甲基吡啶)、喹啉(异喹啉)等。 中性含氮化合物有吲哚、咔唑、苯并咔唑、氰化苯、氰化萘等。 (4)含硫化合物 主要有噻吩、硫杂茚、苯并噻吩等。含硫化合物一般不到焦油的1%。 上述化合物中，含氧化合物中的酚类是酸性化合物，其中又以碳氢化合物为主体，是组成焦油的最主部分。 5.煤焦油加工主要有哪些产品?用途如何? 煤焦油主要产品及其用途见下表。 苯-合成苯、苯胺染料、洗涤剂、橡胶、人造纤维、农药 焦油轻油、粗苯 甲苯-溶剂、炸药、染料、医药、食物防腐剂(苯甲酸) ﹤170℃ 二甲苯-合成纤维、增塑剂、溶剂 0.5%～0.8% 苯酚-酚醛树脂、人造纤维、抗氧化剂、显影剂、毛皮染色剂、医药 酚 油 甲酚-杀菌剂、增塑剂、选矿药剂、除草剂、消毒剂、呈色剂 170 ～210℃ 二甲酚-杀虫剂、工程塑料、润滑油添剂、古马隆树脂 3%～4% 沥青漆 萘油 - 萘 - 染料、助溶剂、减水剂、合成纤维、驱虫剂、鞣料、糖210～230℃ 精、增塑剂、防老剂 7%～10% 甲基萘-溶剂、聚萘酯塑料 甲基萘 β-甲基萘型助剂、减少剂、止血剂或饲料添加剂 二甲基萘-2，6-萘二甲酸、聚萘酯塑料、绝缘材料 洗 油 联苯-绝缘油、聚矾类塑料 230～300℃ 苊-1，8萘酐-染料、聚萘酯塑料 煤焦油 4%～6% 氧芴-硝氯酚驱虫剂 芴-芳香聚酰胺类塑料 喹啉、异喹啉等一烟酸、医药、农药、染料、呈色剂 蒽-蒽醌染料、炭黑、蒽醌纸浆蒸解助剂、乳化剂 蒽 油 菲-菲醌农药，蒽、植物生长剌激素、鞣料 300～330℃ 咔唑-染料 20%～25% 炭黑 萤蒽-探伤剂 二 蒽 油 蒽-1，4，5，8-蒽四甲酸-染料工程塑料 330～360℃ 屈-紫外线探伤剂(荧光磁粉) 4%～6% 炭黑 炭素制品粘结剂、炭纤维 沥 青 防腐、防水、耐火砖、沥青漆、筑路用柏油 ﹥360℃ 沥青焦-炭素制品、特殊铸造、造气 50%～60% 6.煤焦油为何需要集中加工? 现代焦油加工向着集中化、大型化、高质量、高效率、多品种和低消耗的方向发展。焦油集中加工的好处如下： 1)基建投资少，经济效益高。 以3万同20万规模相比，单位投资由117元焦油降为67元焦油;劳动生产率300t(人)提高到1212(人);创造工业产值由4.55万元/(人)提高到21.5万元/(人);每年盈余由3.75万元提高到746万元。 2)可以增加产品品种，提高产品质量。 一般小焦化厂只能生产3～9种产品，大焦化厂可生产近40种产品。如果集中加工，可以采用先进技术，增加品种和提高产品质量。 3)有利于降低能耗。 由于集中加工，生产能力大，热能利用高，也便于余热的回收与利用，因此可降低能耗。 4)有利于采用先进技术，消除污染。 焦油集中加工，由于生产规模大，可以采用先进技术，例如减压连续蒸馏或常减压并用连续蒸馏的新工艺。同时，焦油车间基本无污染，还可以对生产过程中的三废集中处理。 5)使焦油车间大修改造费使用更加合理 我国有相当一部分焦油加工车间是50年代建成的，设备陈旧破损，到了需要进行大修更新年限。如将改造费用用作新建的大规模焦油加工的装备投资，对国家是有利的。 7.煤焦油加工前应做哪些准备工作? 焦油加工前的准备工作包括焦油的运输及贮存，焦油质量的混匀、脱水及脱盐等。 8.焦油运输和贮存有哪此要求? 对本厂回收车间生产的粗焦油，可经管道用泵直接送入焦油贮槽;如果有焦油洗涤煤气终冷水中萘的流程，粗焦油送至煤气终冷器附近的焦油混匀槽，然后用泵送至除萘器洗萘。洗萘后的焦油静置脱水至含水不大于4%，再用泵送至焦油贮槽。如是外厂来油，则须用铁路槽车输送。槽车有下卸口，可从槽车自流入馏槽，再由此流入地下槽，然后用泵倒入焦油贮槽。如果槽车无下卸口，则用汽泵直接倒入焦油贮槽。 焦油贮槽一般为钢板焊制的立式槽，内设有蒸汽加热器，使焦油保持在70～80℃。在此温度下，焦油易于流动，并易与水分离。分离水送往回收车间的氨水澄清槽。焦油贮槽的容量按贮备10～12d的焦油加工量确定。通常用三个贮槽，即一个接受焦油，一个静置脱水，一个向管式炉送油。三槽应轮换使用。 9.焦油为什么要混匀? 一些大型或集中加工的焦油精制车间，常常处理几个回收车间和厂的焦油，这些焦油在组成、密度、游离炭和灰分含量等方面均有较大差别。此外，焦油中还要混入终冷器洗下来的萘及精苯残渣油等。如不经预先均匀混合，对焦油连续蒸馏操作的稳定性会带来很大影响，。因此，对来自不同地方的焦油应用单独贮槽贮存，然后用泵送入混合槽内，利用受油管的特殊装置进行混合，以保证焦油组成的均匀化。 10.焦油为什么要进行脱水? 粗焦油是炼焦过程产生的煤气用循环氨水喷洒和在初冷器中冷凝冷却加以回收的。它含大量水分。有的焦化厂还用粗焦油洗萘，虽经加热静置脱水，送往焦油精制车间的焦油含水分仍在4%左右，有时甚至达到8%～10%。 焦油含较多水分对其蒸馏操作不利。间歇焦油蒸馏釜中，焦油含水多，将延长脱水时间而降低设备生产能力，增加耗热量。特别是水能在焦油中形成稳定的乳浊液，受热时，形成乳浊液小水滴，开始不能立即蒸发而过热，当温度继续升高时，水滴急剧蒸发，造成突然沸腾而发生冲油的事故。为防止这类事故发生，在脱水期间必须缓慢加热，因此延长了蒸馏时间。此外，在管式炉连续蒸馏系统中，如焦油含水多，会使系统压力显著增高，阻力增加，打乱了操作制度。此时，必须降低焦油处理量，否则会因高压引起管道设备破裂导致火灾。因此焦油必须进行脱水才能蒸馏加工。 11.焦油脱水分为几个步骤?初步脱水和最终脱水主要有哪几种方法? 焦油脱水的步骤可分为初步脱水和最终脱水。 焦油初步脱水一般采用加热静置脱水法，即焦油在贮槽内用蛇管加热保温在70～80℃，静置36h以上，焦油与水因密度不同而分离。静置脱水可使焦油中水分初步脱至4%以下。此外，焦油初步脱水还有离心脱水法和加压加热脱水法等。初步脱水是很重要的操作，可使溶于水中的大部分盐类(主要是铵盐)随水分一齐排出，有利于以后的焦油加工操作。 焦油最终脱水，依生产规模不同，主要有如下几种方式： 1)间歇釜脱水。间歇蒸馏系统中，专设此釜进行焦油最终脱水。釜内焦油温度加热至100℃以上，使水蒸发脱除。脱水釜容积与蒸发釜相同，一釜脱水焦油供一釜蒸馏用。 我国年产10万t焦炭的焦化厂间歇焦油蒸馏设备，脱水釜容积是24m3，可装油21t，用煤气加热，升汽管温度达到130℃，最终脱水完成，釜内焦油水分可降至0.5%以下。 2)管式炉脱水。连续焦油蒸馏系统及大型间歇系统(如在年处理12000t的焦油工段)多数是应用管式炉脱水。 经初步脱水的焦油送入管式炉连续加热到130℃，然后送入蒸发器，脱去部分轻油和水。此时焦油含水降至0.3%～0。5%。在连续式管炉焦油蒸馏系统中，焦油最终脱水在管式炉内的对流段进行，也可以使焦油脱水至含水0.3%～0.5%以下。 12.焦油加工前为何要脱盐?