煤焦油的化学组分(整理版)
煤焦油化学
200-215 ℃
一塔式 煤焦油 连续蒸 馏工艺 由二塔 式工艺 改进而 来，取 消了蒽 塔，二 段蒸发 器上部 为精馏 段，下 部为蒸 发段。
沸点320-335 ℃
煤焦油的常压蒸馏
轻油回流
200-215 ℃
沸点270-290 ℃
煤焦油的减压蒸馏
• 为了提高馏结焦。 • 减压精馏具有节能优势。 • 最大缺点是轻油损失较多。
原料煤焦油的预 处理，即煤焦油 的净化脱水、脱 渣、除盐过程
1 其次是煤焦油 初步蒸馏，切 取各种窄馏分 2 精制产品的进一步 深加工，利用各种 物理或化学方法开 发下游精细化工产品 4
各窄馏分的分离， 即用各种分离技术 从馏分中提取各种 精制产品
3
一、煤焦油加工前的准备
煤 焦 油 储 存 煤焦油是在集气管中用循环氨水喷洒荒 煤气使其冷却冷凝下来的，又在初冷器 中冷凝冷却后加以回收的，因此含水 10%左右。
• 煤焦油的组成和产率受到炼焦煤、炼焦工艺 的影响。 炼焦煤挥发分增加，煤焦油产率增加，采用 高气煤炼焦可以使煤焦油产率达到4%以上。 炼焦温度升高，煤焦油产率下降。但芳香烃 类增加，密度增大。
煤焦油是化学工业重要原料
• 煤焦油的成分达上万种，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），含氮、含硫的 杂环化合物等很多有机物。 • 煤焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡 胶、医药、耐高温材料等的重要原料。
二塔式焦油常压蒸馏工艺
相对一塔 式焦油蒸 馏工艺， 焦油初馏 效果好， 单独设立 蒽塔，切 取一蒽油 和二蒽油。
无水煤焦 油经管式 炉辐射段 加热进入 二段蒸发 器，馏分 与沥青分 离
馏分
洗油回流
轻油回流
煤焦油化工学
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%。
煤焦油主要组成(煤焦油化工学)
碳氢化合物类 煤焦油中的质量分数，% 苯 0.12-0.15 甲苯 0.18-0.25 二甲苯 0.08-0.12 苯的高沸点同系物 0.8-0.9 茚 0.25-0.3 四氢化萘 0.2-0.3 萘 8.0-12.0 1-甲基萘 0.8-1.2 2-甲基萘 1.0-1.8 联苯 0.2-0.4 二甲基萘 1.0-1.2 苊 1.2-2.5 芴 1.0-2.0 蒽 1.5-1.8 菲 4.0-6.0 甲基菲 0.9-1.1 荧蒽 1.8-2.5 芘 1.2-2.0 苯并芴 1.0-1.1 屈油 0.65-1.0 含硫化合物 煤焦油中的质量分数，% 硫杂茚 0.3-0.4 硫杂芴 0.4
含氧化合物类 煤焦油中的质量分数，% 含硫化合物 苯酚 0.2-0.5 硫杂茚 邻苯酚 0.2 硫杂芴 间苯酚 0.4 对苯酚 0.2 二甲酚 0.3-0.5 高级酚 0.75-0.95 苯并呋喃 0.04 二笨并呋喃 0.5-1.3
煤焦油中的质量分数，% 吡啶 2-甲基吡啶 喹啉 异喹啉 2-甲基喹啉 菲啶 7,8-苯并喹啉 2,3-苯并喹啉 吲哚 咔唑 吖啶 含氧化合物类 苯酚 邻苯酚 间苯酚 对苯酚 二甲酚 高级酚 苯并呋喃 二笨并呋喃
煤焦油中的质量分数，% 0.03 0.02 0.18-0.30 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1-0.2 0.9-2.0 0.1-0.6 煤焦油中的质量分数，% 0.2-0.5 0.2 0.4 0.2 0.3-0.5 0.75-0.95 0.04 0.5-1.3
煤焦油资料
煤焦油资料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（a-、B-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。
煤焦油成分简单分离
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。
煤焦油知识详解
煤焦油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%，其组成极为简单，多数状况下是由煤焦油工业特地进行分别、提纯后加以利用。
焦油各馏分进一步加工，可分别出多种产品，如樟脑丸，沥青，塑料，农药等。
煤焦油又称煤膏、煤馏油、煤焦油溶液。
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，具有肯定溶性和特别的臭味，可燃并有腐蚀性，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。
煤焦油是煤化学工业的主要原料，其成分达上万种，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多种有机物，可采纳分馏的方法把煤焦油分割成不同沸点范围的馏分。
煤焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料，可以用来合成杀虫剂、糖精、染料、药品、炸药等多种工业品。
理化特性：外观与性状：黑色粘稠液体，具有特别臭味。
相对密度（水=1）：1.02~1.23闪点（℃）：96-105℃溶解性：微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂主要分为：低温（450℃~650℃）干馏焦油低温柔中温（600℃~800℃）发生炉焦油中温（900℃~1000℃）立式煤焦油主要用途：（1）萘：用来制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑料、染料、油漆及医药用等。
（2）酚：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。
（3）蒽：制蒽醌燃料、合成揉剂及油漆。
（4）菲：蒽的同分异构体，含量仅次于萘，有不少用途，由于产量大，还待进一步开发利用。
（5）咔唑：染料、塑料、农药的重要原料。
（6）沥青：焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物的混合物。
用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。
健康危害：作用于皮肤，可能引起皮炎、痤疮、毛囊炎、光毒性皮炎、中毒性黑皮病、疣赘及癌肿，可引起鼻中隔损伤，还可能腐蚀皮肤。
煤焦油知识
煤焦油知识煤焦油知识煤焦油的定义煤焦油（coal tar），又称煤膏，是煤在干馏和气化过程中得到的液体产品，根据干馏温度和方法的不同，所得焦油可分为高温焦油、中温焦油和低温焦油。
无论哪种焦油，均为具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的粘稠状液体。
以高温炼焦焦油为例：焦油闪点为96-105 ℃，自燃点为580 - 630 ℃，燃烧值为35700-39000KJ/Kg。
焦油在20℃的密度介于1.10-1.25g/cm3，其值随着温度的升高而降低。
溶解性：微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等多数有机溶剂。
煤焦油的来源煤焦油是煤在焦化过程中产生的，是焦化工业的重要产品之一，其产量约占装炉煤的3%-4%。
煤焦油的成分煤焦油组成极为复杂，煤焦油中估计含有上万种有机物质，绝大多数部分为带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量的脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，这些物质按化学性质可分为中心性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。
目前，已鉴定出近500种化合物，其含量共占焦油质量55%左右。
常见的有：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。
3.蒽——制蒽醌燃料、合成揉剂及油漆。
4.菲——是蒽的同分异构体，含量仅次于萘，有不少用途，由于产量大，还待进一步开发利用。
5.咔唑——是染料、塑料、农药的重要原料。
6.沥青——是焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物的混合物。
用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。
煤焦油的用途——深加工深加工——煤焦油中的很多化合物是塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料，也有一部分多环芳烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。
煤焦油主要用来加工生产轻油、酚油、萘油及改质沥青等，再经深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多种化工原料，产品数量众多、用途十分广泛。
煤焦油
加工工艺
蒸馏前的准备 焦油蒸馏工艺
馏分的加工 加氢改质
蒸馏前的准备
1、贮存及质量均和将粗焦油送入焦油油库，进行质量均和、初步脱水及脱渣。焦油油库至少设3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。
原有的煤焦油加氢技术具有一定缺陷，如煤焦油利用率低、工艺流程较复杂、对原料油有一定的限制等。 2010年煤炭科学研究总院借鉴煤直接加氢液化工艺技术和石油渣油加氢工艺技术，提出了一种非均相催化剂的煤 焦油悬浮床/浆态床加氢工艺及配套催化剂技术，该技术具有煤焦油利用率高、轻油产品收率高等突出优点，是中 低温煤焦油加工技术的发展方向。
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组成性质
组成性质
煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含 氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，还夹带有煤尘、焦尘和热解炭。刚回收的煤 焦油还含有5%左右的溶有多种无机盐和其他杂质的水分。由于有颗粒极细的热解炭的存在，水分往往和油形成稳 定的乳化液。煤焦油的绝大多数组分熔点较高，但由于大量单体化合物互相溶解而形成低共溶混合物，使煤焦油 在常温下仍呈液体状态。煤焦油的许多组分还组成大量多元共沸体系，给蒸馏分离造成很大困难。高温煤焦油含 有1万多种化合物，按化学性质可分为中性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。1819年，英国人 加登（Garden）和布兰德（Brand）在煤焦油中发现了萘，这是在煤焦油中发现的第一个化合物。以后主要是英 国和德国的科学家又相继发现了蒽、酚、苯胺、喹啉、吡啶、芘和䓛等。到1972年已鉴定出480种化合物，其含 量 共 占 煤 焦 油 质 量 的 5 5 % ， 其 中 中 性 化 合 物 1 7 4 种 ， 酸 性 化 合 物 6 3 种 ， 碱 性 化 合 物 11 3 种 ， 其 余 为 稠 环 和 含 氧 、 硫的杂环化合物。
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S 50
39 0
45 50
58 60
63 67 70
89 74 82 80 90 93 102 108 100 110 120 130 140 150
20 30 40 50 (m a i lb ) Be n zo [b ]th i p h e n e n i o
硫芴
100 184
S
50
20 30 40 50 60 70 (m a i lb ) Ph e n a n th re n e ,2-m e th yl n i -
荧蒽
100 202
50
101 88 0 30 40 50 60 (m a i lb ) Fl o ra n th e n e n i u 70 80 90 100 110 120 130 140 150 150 160 174 170 180 190 200 210
煤焦油的化学组分
分析测试中心
•
碳氢化合物
苯
100 78
50
51 39 0 15 26 30 40 49 50 60 63 70 74 80 90
10 20 (m a i lb ) Be n ze n e n i
甲苯
100 91
50
39 0 27 40 40 45
65 51 50 60 70 80 89 90 93 100
芘
100 202
50
101 88 0 30 40 50 (m a i lb ) Pyre n e n i 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 150 160 174 170 180 190 200 210
屈
100 228
50
114 0 20 40 (m a i lb ) C h ryse n e n i 60 80 101 100 120 140 160 180
二苯并呋喃
100 168
O
50
139 63 69 74 60 70 80 84 87 90 100 113 110 120 130 140 150 160 170 180
0
39
51
20 30 40 50 (m a i lb ) D i e n zo fu ra n n i b
•
• 含硫化合物
硫茚
咔唑
100 167
50 NH 139 28 0 20 30 40 (m a i lb ) C a rb a zo l n i e 50 60 70 80 90 39 50 63 70 75 84 87 98 100 113 110 120 130 140 150 160 170 180
吖啶
100 179
•
含氮化合物
吡啶
100 79
N 52 50
51 50 26 0 20 (m a i lb ) Pyri i e n i d n 30 40 50 60 70 39 49 53 75 78 80 80 90
喹啉
100 129
N
50
102 51 0 20 30 (m a i lb ) Q u i o ln e n i n i 39 40 50 60 64 70 76 80 90 100 110 120 130 140
202 200 220 240
苯并芴（四甲基茚） 苯并芴（四甲基茚）
100 216
50
94 0 20 30 40 50 60 70 (m a i lb ) 11H -Be n zo [b ]fl o re n e n i u 80 90
107 163 189 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230
菲
100 178
50
76 0 39 50 63 60 70 80
89 98 90 100 110 126 120 130 139 140
152
20 30 40 50 (m a i lb ) Ph e n a n th re n e n i
150
160
170
180
190
甲基菲
100 192
50
165 0 39 51 63 69 75 82 80 94 90 100 115 110 120 130 139 140 150 150 160 176 170 180 190 200
20 30 (m a i lb ) To l e n e n i u
茚
100 116
50
39 0 20 30 (m a i lb ) I d e n e n i n 40
63 50 50 57 60 70 74 80
89 87 90 100 110 120 130
萘Leabharlann 100 1285051 0 39 50 60 20 30 40 (m a i lb ) N a p h th a l n e n i e
90 74 80 90 100 110 120
50
苯并呋喃(古马隆 苯并呋喃 古马隆) 古马隆
100 118
50 O 90
63 39 0 20 30 (m a i lb ) Be n zo fu ra n n i 40 50 60 70 80 45 51 86 90 100 110 120 130
50 76 63 0 27 39 51 50 60 70 80 87 90 98 100 110 120 126 130 140 150 160 170
10 20 30 40 (m a i lb ) A c e n a p h th e n e n i
芴
100 166
50
82 39 0 10 20 30 (m a i lb ) Fl o re n e n i u 40 50 60 70 80 90 51 63 69 74 87 98 100 115 110 120 130
27 0 10 20 (m a i lb ) Ph e n o l n i 30
42 40
74
79 80 90 100 110
甲基苯酚
100 O H 108
50 79
39 27 0 10 20 30 (m a i lb ) Ph e n o l 3-m e th yl n i , 40
51
63 60 70
异喹啉
100 129
N 50 102 51 0 39 50 60 63 70 76 80 90 100 110 120 130 140
20 30 40 (m a i lb ) I q u i o ln e n i so n i
苯并喹啉
100 179
50
N 50 63 60 70 76 80 89 90 100 110 120 126 130 140
120
130
140
联苯
100 154
50
76 51 0 27 39 50 63 89 60 70 80 90 102 100 115 110 120 128 130 139 140 150 160 170
20 30 40 (m a i lb ) Bi h e n yl n i p
苊
100 153
64 70
75 80 90
102 100 110 120 130 140
四氢化萘
100 104
132 50 91
27 15 0
39 41
51 58
65 74 70
78 82 80 89 90 100 110
117
10 20 30 40 50 60 (m a i lb ) N a p h th a l n e ,1, 3, n i e 2, 4-te tra h yd ro -
151
0
20 30 40 50 (m a i lb ) Be n zo [f]q u i o ln e n i n i
150
160
170
180
190
吲哚
100 117
NH
50
90
39 0 10 20 (m a i lb ) I d o l n i n e 30 40
51 50
59 63 87 60 70 80 90 100 110 120 130
139 39 45 51 63 69 60 70 79 80 92 113 90
152 158 200
0
10 20 30 40 50 (m a i lb ) D i e n zo th i p h e n e n i b o
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
N
50
89 39 0 20 30 40 (m a i lb ) A c ri i e n i d n 50 60 70 80 90 100 110 120 130 50 63 75 99 113 126 140 140
151
150
160
170
180
190
•
含氧化合物
苯酚
100 94
O H
50 66 39 47 50 50 55 60 63 70
139 140 150 160 170 180
蒽
100 178
50
0
39
50
63 60 70
76 80
89 98 90 100 110 126 120 130
139 140
152 150 160 170 180 190
20 30 40 50 (m a i lb ) A n th ra c e n e n i