煤焦油的加工工艺和分离技术

1、煤焦油的加工工艺和分离技术煤焦油的加工工艺和分离技术00910155 任晓芬内容摘要：本文简述了低温煤焦油组成和特点，并多方面介绍了 煤焦油的加工工艺和分离技术。关键词：煤焦油加工工艺分离我国是富煤、少气、缺油的国家，石油资源随着人民日益增长的 消费需求扩大日渐短缺.2007年中国原油净进口量为1.59亿t,对外依 存度达到48.76%,2008年增长为1.79亿t ,对外依存度达到49.8%.据 预测，在未来一个较长的时期，我国的原油进口量还将增大，对外依 存度将突破50% ,预计到2020年对外依存度将突破60% 这直接导致 我国能源安全水平下降，增加经济发展的不确定性和受制于人的风 险，

2、因此石油替代能源的寻找逐渐成为焦点。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）。两者馏分的组成各不相同，主要组成元素见表1.本文主要介绍低温焦油。表1高温煤焦油各馏分的含量<平均含迂非炷次E工7口0.5率*叩牡*二吩零.TOS1O1声砂*甲酚、二甲程、Jfi毗应5：马龙nil0-2309,0酒、甲甦接* 二甲离畝三甲酚、四中解 毗睦，嗓嚇辱诜油£303009,0淮*药武嘩些龙的克壬 延衍生物P 唆慈油300-3SO23,0倉:、耳龍，賛願墜濟

3、？n丰杨*咔哇夙坯亍厅生如>-360S7 * O烟烟煤低温干馏煤焦油的组成组成 含成分蜡油=W一 钗261-M 1亠正枸烷坯餓性袖17.438.0含氣化合物和含硫化合物錚. 主婆崔酚类化合物緘性油172.5含氮化合物，如毗喘鲁毗咯等中性油4C 60各种烂类沥肯质2.65.9低温焦油的特点（1） 低温焦油中苯不溶物含量低，一般均不高于2%几乎不含喹 啉不溶物，这对焦油沥青制取碳纤维是极为有利的。（2）低温焦油中酚含量极低一般含量为 14%（无水焦油），其中甲 酚二甲酚含量约占1/2-1/3。（3）在低温焦油V330C的馏分中，除酚类产品含量较高外（占20% , 其他组分中得酚含量均较低，因

4、此无提取价值。在焦油加工时不必 要提取多种馏分，酚类产品也只需提取两种混合馏分即可。低温煤焦油是煤在800C以下干馏得到的副产物.从外观上看，是黑色黏稠液体，密度为1 g/cm3左右.黏度大,具有特殊的气味。煤焦油加工工艺（1）精细化工精细化工就是将低温煤焦油所含组分逐个分离，成为单体的过程 目前全世界仅有法国的马里诺（Marie nau） 走低温煤焦油的精细化 工路线.其主要产品有：1）酚、甲酚及二甲酚等，占焦油的10%（质 量分数，以下同），用于制造消毒剂、杀虫剂、燃料中间体、药品及 树脂等；2）酚油，占焦油的8%,含有高烷苯酚和萘酚等，用作木材 浸渍和皂液乳化的消毒剂；3）邻苯二酚和甲基

5、间苯二酚，用于化学 工业;4）脱酚油，占焦油的1%,用作筑路添加剂或生化杀虫剂和农 用杀菌剂的溶剂；5）脱萘洗油，占焦油的5% ; 6）重油，占焦油的 32%,可作燃料油，也可作筑路油添加油；7）沥青，占焦油的31%, 性能与石油沥青相似，用于防水和密封及配置筑路油.（2）加氢加氢工艺目前是处理低温煤焦油的主要手段.加氢工艺的目的 是使焦油中大量的芳烃、胶质和沥青质加氢饱和，裂解开环加氢分解 获得更多的低分子量饱和烃；同时脱除S, N, O 和金属等杂原子；另 外还可以生产用于提高柴油十六烷值的添加剂。（3）燃料型燃料型工艺以生产汽油、煤油和柴油等为主，国内的研究机构对 燃料型工艺也进行了相应

6、的研究.国内某研究所以低温煤焦油为原料 通过过滤器和预处理器脱出水分和部分轻油及残渣后，进入精馏塔 进行馏分切割.将小于360 C的产品全部进行加氢精制，分离后得到石脑油和柴油；大于360C的产品为沥青组分。工艺流程如下图FMdjflgpump煤焦油的分离1蒸馏和精馏蒸馏和精馏都是利用沸点不同把各组分分离的方法 ，是目前各 加工行业通用的方法，其相同点是都要供给大量的热量，这样不仅能 耗大，而且温度过高会造成某些组分的分解目前,提出了共沸蒸馏和 萃取蒸馏,日本住友金属化工公司选用二甘醇、乙二醇等做溶剂，与95%萘馏出后的残渣油共沸，使之与煤焦油馏分中的杂环芳香族化合 物成共沸难溶体系，使萘和甲

7、基萘等二环芳烃选择性地与杂环芳香 族化合物分离.山荫等利用萃取蒸馏的方法改善了精制萘的工艺，在 体系中加入二乙醇胺可以较好地浓缩杂质，提高萘的分离精制效果. 2结晶结晶技术是传统的分离工艺，但对于像煤焦油这样的多元复杂组 分的分离采用结晶法，其能力较低,使用受到限制.但是结晶技术在 对于一些沸点相近，但结晶点相差较大的物系的分析，效果明显.例如 甲基萘的分离，萘-硫茚物系中精萘的提纯，对二甲苯的提纯等.结 晶法具有工作温度低，回流比低,消耗能量少等优点，但是使用面受到 限制.3吸附及膜分离吸附是根据分离塔中填料吸附性能的差异，使流动相中的某组分 从混合体系中分离的吸附法也是传统的分离方法之一 .开发新型吸附 剂是改善这种分离工艺的关键环节.4溶剂萃取溶剂萃取，简称萃取,实质上是利用不同物质在选定溶剂中溶解度 的不同，以分离被处理溶液中的组分的方法它是一个复杂的物理化 学过程.液-液萃取技术已经非常成熟，只要找到合适的萃取体系，就 能应用到煤焦油的分离中 丄amey等的研究表明：选用诸如浓硫酸或 液氨类的无机萃取剂可以有效分离精制蒽和菲，利用N, N -二甲基甲 酰胺可以分离精蒽中80%勺咔唑.伍林、宗志敏、魏贤勇等人用工业 酒精为萃取剂，即可将煤焦油中的1-4环化合物完全萃取出来。煤焦油是十分宝贵的有机化工原料，含有上万种有机化合物，目 前可以鉴定出的就有500余种。因此，市