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煤焦油是煤炭干馏时生成的、具有刺激性臭味的黑色或黑褐色勃稠状液体，简称焦油。煤焦油是主要由芳香烃组成的复杂混合物，它的产率、质量和组成取决于炼焦配煤的性质和炼焦过程的技术操作条件。通常情况下，煤焦油的产量为装炉煤的3%~ 4%。
高温煤焦油是一种主要由芳烃组成的复杂混合物，煤焦油是一个组分上万种的复杂混合物，目前已从中分离并认定的单种化合物有500余种，约占煤焦油总量的55%，其中包括苯、二甲苯、萘等174种中性组分，酚、甲酚等63种酸性组分和113种碱性组分。煤焦油中的很多化合物是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料，也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。
煤焦油中估计含有上万种有机物质，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，并含有少量的脂肪烃、环烷烃和不饱和烃。因此，从煤焦油中提取各种单组分产品的方法是先对煤焦油进行蒸馏切取各种馏分，使单组分产品浓缩集中到相应的馏分中去再经过精馏、结晶、过滤及化学处理等方法加工提取各种单组分产品。对煤焦油进行蒸馏切取的各种馏分，既可以作为产品直接出售或使用，也是进一步加工的原料。其加工生产系统流程如图2.3.1所示。
图2.3.1 煤焦油加工生产系统流程
（1）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，焦油渣必须先予以脱除。
（2）焦油脱水
粗焦油是在荒焦炉煤气用循环氨水喷洒和在初冷器中冷凝冷却加以回收的，因此含有大量的水。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36 h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%。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℃，然后在一次蒸发器内闪蒸脱水，使油水分可脱至0.5%以下。
（3）焦油脱盐
焦油中所含的水实际为氨水，其中所含的挥发铵盐在最终脱水阶段即被除去，而占绝大部分的固定铵盐仍留在脱水焦油中。当加热到220~250℃时，固定铵盐会分解成氨和游离酸：
产生的酸存于焦油中，会严重腐蚀管道和设备，因此必须尽量减少焦油中的固定铵盐，为此采取了脱盐措施。
焦油的脱盐，是在焦油入管式炉前连续加入碳酸钠溶液，使之与固定铵盐中和，以生成稳定的钠盐。
（4）焦油蒸馏
煤焦油蒸馏是根据煤焦油中各组分沸点的不同，采用蒸馏的方法，将煤焦油切割成若干馏分的加工过程。焦油在连续蒸馏系统中切取轻油、酚油、萘油、洗油、一蒽油馏分、二蒽油、沥青等馏分，其主要组成和用途见表2.3.2。
表2.3.2 煤焦油蒸馏主要馏分的组成与用途
焦油连续蒸馏工艺流程如图2.3.2所示。
经焦油贮槽静置脱水后的焦油在管式炉一段加热至120~160℃，进入一段蒸发器。将焦油中的大部分水分和轻油蒸发出来，混合蒸汽以105~125℃的温度自一段蒸发器顶部逸出，经冷凝冷却和油水分离后得到一次轻油和氨水。由一段蒸发器底部出来的无水焦油入器底的无水焦油槽。无水焦油用二段焦油泵送入管式炉辐射段（二段），加热至380~420℃后，进入二段蒸发器进行分馏。沥青由二段蒸发器底部排出，油汽上升进入上部精馏段。温度为320~335℃的二蒽油自精馏段上数第八层塔板侧线引出，经冷却后送至油库。其余馏分的混合蒸汽自顶部逸出进入馏分塔下数第五层塔板。由馏分塔底切取温度为210 ~250℃的一蒽油，经冷却后，其中一部分用于二段蒸发器顶部打回流，回流量为0.15~0.2吨/吨无水焦油，以保持二段蒸发器顶部温度为（315 ±5）℃，其余送结晶工序生产工业蒽。由第29层塔板侧线切取为（210±5）℃的酚萘洗三混馏分，经冷却后导入中间槽，然后送洗涤工序处理。轻油及水的混合蒸汽110 ~130℃的温度自塔顶逸出，经冷凝冷却及油水分离后，部分轻油送塔顶打回流，回流量为0.35 ~0.4吨/吨无水焦油，其余送回收车间粗苯工序处理。
焦油蒸馏所用的直接蒸汽，是饱和蒸汽经过管式炉加热至400~550℃，分别送入二段蒸发器和馏分塔塔底。
图2.3.2 焦油蒸馏工艺流程图
（1）酚类产品
酚是带有羟基的芳香烃。煤焦油中含有的酚俗称焦油酸，目前已查明的有60余种，占煤焦油的1%~ 3%，酚类产品按其中沸点不同，分布在各馏分中。从煤焦油中提取分离的酚类产品主要有苯酚、邻位甲酚、间位甲酚、二甲酚、三甲酚及少量萘酚。酚类都具有特殊臭味，有腐蚀性和毒性，暴露在空气中和阳光下色泽会逐渐变深，如苯酚变成微红色。苯酚、甲酚、二甲酚等低级酚多存在于酚油馏分和蔡油馏分中。从煤焦油馏分中提取酚时，先用NaOH溶液对各馏分进行洗涤，使酚变成酚钠盐得以脱除，然后用CO或稀硫酸对酚钠盐进行分解，得到粗酚，粗酚进一步精制得到焦化苯酚、工业酚、间甲酚、对甲酚、混合甲酚、工业二甲酚等产品。
（2）吡啶及喹啉类产品
吡啶类和喹啉类化合物是高温煤焦油中的碱性物质，统称为焦油碱。吡啶类化合物又称吡啶碱，是指吡啶及其同系物，系含氮单（杂）环化合物。吡啶是良好的溶剂，也是有机合成的重要原料。纯吡啶可用作溶剂、纺织助剂和腐蚀抑制剂等，有机合成中用作能与酸结合的试剂以及用于磺胺噻唑和磺胺嘧啶的合成等；吡啶经加氢、氧化、卤化或羟基化等反应，可生成各种用于有机合成的吡啶衍生物。
喹啉类化合物是指喹啉及其同系物，系含氮（杂）双环芳烃，俗称重吡啶。喹啉类化合物可用于制取医药、染料、感光材料、橡胶、溶剂和化学试剂等。
（3）萘系产品
萘是由两个苯环构成的最简单的稠环芳香烃，它在煤焦油中的含量约为10%，是煤焦油加工的主要产品之一。萘是染料、塑料、油漆、医药和农药等工业的基本原料之一，主要用于生产苯酐、萘酚、H酸、拉开酚、减水剂等。
（4）沥青及其加工产品
煤沥青是煤焦油加工的主要产品之一，是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物。煤沥青常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相；受热后软化继而熔化，密度为1.25~1.35g/ m 3 。按其软化点高低可分为低温、中温和高温沥青3种。中温沥青产率为煤焦油的54%~ 56%。
煤沥青的用途较广，低温沥青（俗称软沥青）用于建筑、铺路、电极碳素材料和炉衬黏结剂，也可以用于制炭黑和作燃料用。中温沥青用于生产油毡、建筑物防水层、高级沥青漆、改质沥青和沥青焦等产品。沥青经过特殊处理还可用来制取针状焦和沥青炭纤维等新型碳素材料。