1、4.1 4.1 概述概述煤中含由碳、氫、氧、氮、硫等原子組成結構復雜、種煤中含由碳、氫、氧、氮、硫等原子組成結構復雜、種類繁多的多環結構物質。在煉焦過程中除生成主要的固類繁多的多環結構物質。在煉焦過程中除生成主要的固體焦炭外，還產生大量的氣體荒煤氣。煉焦煤于焦爐內體焦炭外，還產生大量的氣體荒煤氣。煉焦煤于焦爐內在隔絕空氣高溫加熱條件下，發生系列的變化，裂解成在隔絕空氣高溫加熱條件下，發生系列的變化，裂解成各種化合物，各種化合物，C C1 1C C6 6直鏈烴類和氫等是裂解成焦爐煤氣直鏈烴類和氫等是裂解成焦爐煤氣的主要成分。裂解產物里含一個苯環的為苯系化合物，的主要成分。裂解產物里含一個苯環的為

2、苯系化合物，包括苯、甲苯、乙基苯和二甲苯、三甲苯的同分異構物；包括苯、甲苯、乙基苯和二甲苯、三甲苯的同分異構物；含兩個苯環的為萘系化合物，包括萘和甲基萘、二甲基含兩個苯環的為萘系化合物，包括萘和甲基萘、二甲基萘的異構物，也包括芴、聯苯及苊等；含三個苯環的為萘的異構物，也包括芴、聯苯及苊等；含三個苯環的為蒽系化合物，包括蒽、菲和螢蒽等；含四個和四個以上蒽系化合物，包括蒽、菲和螢蒽等；含四個和四個以上苯環的為多環系化合物，包括芘、屈、苯并螢蒽、苉、苯環的為多環系化合物，包括芘、屈、苯并螢蒽、苉、暈苯、苯并暈苯等。煤結構中除碳、氫元素外，其余部暈苯、苯并暈苯等。煤結構中除碳、氫元素外，其余部分與苯環

3、和多環化合物結合，形成一系列復雜化合物。分與苯環和多環化合物結合，形成一系列復雜化合物。例如，含氧的苯環生成酚、甲酚、二甲酚等酸性物質；例如，含氧的苯環生成酚、甲酚、二甲酚等酸性物質；含氧的萘環生成萘酚、萘二酚等；氧也能生成雜環含氧含氧的萘環生成萘酚、萘二酚等；氧也能生成雜環含氧化合物，如古馬隆、氧芴等；氧還能生成羧基化合物，化合物，如古馬隆、氧芴等；氧還能生成羧基化合物，如苯甲酸等；氮在裂解時可生成吡啶、甲基吡啶、二甲如苯甲酸等；氮在裂解時可生成吡啶、甲基吡啶、二甲基吡啶等堿性物質；也可生成喹啉、異喹啉等。此外，基吡啶等堿性物質；也可生成喹啉、異喹啉等。此外，還可生成咔唑、咔啶、吲哚、苯胺、

4、萘胺等化合物。硫還可生成咔唑、咔啶、吲哚、苯胺、萘胺等化合物。硫與碳直接結合成二硫化碳，存在于焦爐煤氣中；另外，與碳直接結合成二硫化碳，存在于焦爐煤氣中；另外，硫還能與直鏈化合物生成噻吩，與苯環縮合生成硫雜茚，硫還能與直鏈化合物生成噻吩，與苯環縮合生成硫雜茚，與萘化合成萘硫酚等。煉焦化學產品大約有與萘化合成萘硫酚等。煉焦化學產品大約有500500多種。多種。在焦化工業發達的德國可以生產在焦化工業發達的德國可以生產250250個品種，個品種，500500多個規多個規格的產品。我國目前經過生產試制，包括小批量生產的格的產品。我國目前經過生產試制，包括小批量生產的為為150150余種，正式生產的有余

5、種，正式生產的有5050多個品種。多個品種。5050多個品種的多個品種的含量約占煤中所含化學產品的含量約占煤中所含化學產品的95%95%，研制和生產這些煉，研制和生產這些煉焦化學產品，將促進煤化工和經濟建設的發展。焦化學產品，將促進煤化工和經濟建設的發展。4.1.1 4.1.1 煉焦化學產品煉焦化學產品煉焦時約有煉焦時約有25%25%的轉化為各種化學產品組成的荒煤氣，的轉化為各種化學產品組成的荒煤氣，這些化學產品都是重要的化工原料。其中主要化學產這些化學產品都是重要的化工原料。其中主要化學產品有焦爐煤氣、氨、吡啶、硫、苯、萘、焦油及少量品有焦爐煤氣、氨、吡啶、硫、苯、萘、焦油及少量的其他產品。

6、的其他產品。4.1.1.1 4.1.1.1 焦爐煤氣焦爐煤氣煉焦過程析出的揮發性產物，簡稱之為粗煤氣。粗煤煉焦過程析出的揮發性產物，簡稱之為粗煤氣。粗煤氣中含有許多化合物，包括常溫下的氣態物質，如氫氣中含有許多化合物，包括常溫下的氣態物質，如氫氣、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等；烴類；含氧化合氣、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等；烴類；含氧化合物，如酚類；含氮化合物，如氨、氰化氫、吡啶類和物，如酚類；含氮化合物，如氨、氰化氫、吡啶類和喹啉類等；含硫化合物，如硫化氫、二硫化碳和噻吩喹啉類等；含硫化合物，如硫化氫、二硫化碳和噻吩等。粗煤氣經過脫氨、洗苯、脫硫等工藝凈化后得到等。粗煤氣經過脫氨、洗苯、脫硫等工

7、藝凈化后得到凈煤氣常用作城市燃氣，稱為焦爐煤氣。從凈煤氣常用作城市燃氣，稱為焦爐煤氣。從19631963年后，年后，煤的加工利用產業受到了石油化工產業的沖擊，逐漸煤的加工利用產業受到了石油化工產業的沖擊，逐漸衰落，作為由煉焦過程回收的化學產品焦爐煤氣的價衰落，作為由煉焦過程回收的化學產品焦爐煤氣的價格也一直下降。格也一直下降。進入進入2020世紀世紀8080年代后，隨著石油資源的潛在枯竭危機，焦年代后，隨著石油資源的潛在枯竭危機，焦化工業漸漸發展，焦爐煤氣的產量也逐漸增加。大部分焦化工業漸漸發展，焦爐煤氣的產量也逐漸增加。大部分焦爐煤氣除用作回爐煤氣外，其他全部供應城市燃氣用。進爐煤氣除用作回

8、爐煤氣外，其他全部供應城市燃氣用。進入入2121世紀后，煉焦工業隨著鋼鐵工業的發展有了更進一步世紀后，煉焦工業隨著鋼鐵工業的發展有了更進一步的發展。的發展。20032003年，在世界經濟復蘇的推動下，全球鋼鐵產年，在世界經濟復蘇的推動下，全球鋼鐵產量持續增長，鋼材市場價格大幅上揚。尤其是我國經濟的量持續增長，鋼材市場價格大幅上揚。尤其是我國經濟的高增長對鋼材需求大幅度增加。高增長對鋼材需求大幅度增加。20032003年我國鋼鐵產量雙年我國鋼鐵產量雙雙突破雙突破2 2億噸，鋼鐵產量的強力增長拉動了焦炭市場的持億噸，鋼鐵產量的強力增長拉動了焦炭市場的持續火爆，我國的焦炭產量、市場價格以及焦炭消費均

9、創歷續火爆，我國的焦炭產量、市場價格以及焦炭消費均創歷史最高水平。焦爐煤氣的產量也隨之迅速增長，煤氣量約史最高水平。焦爐煤氣的產量也隨之迅速增長，煤氣量約為為80080010108 8 m m3 3，除了傳統的作回爐煤氣和城市燃氣外，除了傳統的作回爐煤氣和城市燃氣外，還有大量的焦爐煤氣剩余，隨之焦爐煤氣的加工利用成為還有大量的焦爐煤氣剩余，隨之焦爐煤氣的加工利用成為了發展的趨勢。了發展的趨勢。4.1.1.2 4.1.1.2 氨和吡啶氨和吡啶氨或稱氨或稱“氨氣氨氣”，分子式為，分子式為NHNH3 3，是一種無色氣體，有，是一種無色氣體，有強烈的刺激氣味。極易溶于水，常溫常壓下強烈的刺激氣味。極易

10、溶于水，常溫常壓下1 1體積水可體積水可溶解溶解700700倍體積氨。氨對地球上的生物相當重要，它是倍體積氨。氨對地球上的生物相當重要，它是所有食物和肥料的重要成分。氨有很廣泛的用途，是世所有食物和肥料的重要成分。氨有很廣泛的用途，是世界上產量最多的無機化合物之一，多于八成的氨被用于界上產量最多的無機化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。同時它還具有腐蝕性等危險性質。由于氨可制作化肥。同時它還具有腐蝕性等危險性質。由于氨可以提供孤對電子，所以它也是一種路易斯堿。煤熱解溫以提供孤對電子，所以它也是一種路易斯堿。煤熱解溫度高于度高于500500時形成氨，高溫煉焦煤中的氮約有時形成氨，高溫煉焦煤中

11、的氮約有20%20%25%25%轉化為氨，粗煤氣中氨含量為轉化為氨，粗煤氣中氨含量為8 811 g/m11 g/m3 3（體積分（體積分數數1.0%1.0%1.5%1.5%）。）。現代生產工藝殘留于煤氣中的氨大部分被終冷水吸收，現代生產工藝殘留于煤氣中的氨大部分被終冷水吸收，在涼水塔噴灑冷卻時又都解吸進入到大氣，造成污染；在涼水塔噴灑冷卻時又都解吸進入到大氣，造成污染；由于煤氣中氨與氰化氫化合，生成溶解度高的復合物，由于煤氣中氨與氰化氫化合，生成溶解度高的復合物，從而加劇了腐蝕作用。從而加劇了腐蝕作用。4NH4NH3 3+4HCN+Fe(CN)+4HCN+Fe(CN)2 2(NH(NH4 4)

12、 )4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 成有毒的此外，煤氣中的氨在燃燒時會生、有腐蝕性成有毒的此外，煤氣中的氨在燃燒時會生、有腐蝕性的氧化氮；氨在粗苯回收中能使油和水形成穩定的乳的氧化氮；氨在粗苯回收中能使油和水形成穩定的乳化液，妨礙油水分離。上述這些都使現代焦化生產遇化液，妨礙油水分離。上述這些都使現代焦化生產遇到困難，為此，煤氣中氨含量不允許超過到困難，為此，煤氣中氨含量不允許超過0.03 g/m0.03 g/m3 3，煤氣中的氨必須回收。煤氣中的氨必須回收。 圖4-1 30時吡啶與水系統氣液相平衡曲線硫酸銨分子式為硫酸銨分子式為(NH4)2SO4(NH4)2SO4，是一種農用化肥，白色

13、，是一種農用化肥，白色或微帶淡黃色的結晶。硫銨的水溶液為弱酸性，在空或微帶淡黃色的結晶。硫銨的水溶液為弱酸性，在空氣中它會吸收空氣中的水分而結成塊狀。加熱到氣中它會吸收空氣中的水分而結成塊狀。加熱到513513以上完全分解成氨氣和硫酸。與堿類作用則放以上完全分解成氨氣和硫酸。與堿類作用則放出氨氣。出氨氣。 吡啶，分子式吡啶，分子式C5H5NC5H5N，是含有一個氮雜原子，是含有一個氮雜原子的六元雜環化合物。無色或微黃色液體，有惡臭。吡的六元雜環化合物。無色或微黃色液體，有惡臭。吡啶及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤氣、頁巖油、啶及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤氣、頁巖油、石油中。吡啶在工業上

14、可用作變性劑、助染劑，以及石油中。吡啶在工業上可用作變性劑、助染劑，以及合成一系列藥品、消毒劑、染料等產品的原料。焦爐合成一系列藥品、消毒劑、染料等產品的原料。焦爐氣中含有吡啶堿量為氣中含有吡啶堿量為0.35-0.6 g/m30.35-0.6 g/m3。吡啶堿的重要用途是作為醫藥原料，如生產磺胺藥類、吡啶堿的重要用途是作為醫藥原料，如生產磺胺藥類、維生素、雷米封、口服避孕藥等。此外，吡啶堿類產維生素、雷米封、口服避孕藥等。此外，吡啶堿類產品還可作合成纖維的高級溶劑。品還可作合成纖維的高級溶劑。粗吡啶具有特殊氣味，常溫下為油狀液體，沸點范圍粗吡啶具有特殊氣味，常溫下為油狀液體，沸點范圍11511

15、5116116，易溶于水。與水形成共沸混合物，沸點，易溶于水。與水形成共沸混合物，沸點92929393（工業上利用這個性質來純化吡啶）。圖（工業上利用這個性質來純化吡啶）。圖4-4-1 1是是3030吡啶和水系統的氣液相平衡曲線。粗吡啶所吡啶和水系統的氣液相平衡曲線。粗吡啶所含主要組分與性質見表含主要組分與性質見表4-14-1。 組分組分結構式結構式密度密度/ /（g/cmg/cm3 3）沸點沸點/含量含量/%/%吡啶吡啶0.979115.340404545-甲基吡啶甲基吡啶0.94612912121515-甲基吡啶甲基吡啶0.95814410101515-甲基吡啶甲基吡啶0.9741432,

16、4-2,4-二甲基二甲基吡啶吡啶0.9460.9461561565 51010NNCH3NCH3NCH3NCH3CH3表4-1 粗吡啶主要組分含量和性質4.1.1.3 4.1.1.3 粗苯和萘粗苯和萘苯，分子式為苯，分子式為C C6 6H H6 6，在常溫下為一種無色、有甜味的透明，在常溫下為一種無色、有甜味的透明液體，并具有強烈的芳香氣味。苯可燃，有毒，也是一種液體，并具有強烈的芳香氣味。苯可燃，有毒，也是一種致癌物質。苯難溶于水，易溶于有機溶劑，本身也可作為致癌物質。苯難溶于水，易溶于有機溶劑，本身也可作為有機溶劑。焦爐煤氣中含有苯系化合物，其中以苯含量為有機溶劑。焦爐煤氣中含有苯系化合物

17、，其中以苯含量為主，稱之為粗苯。雖然石油化工可生產合成苯，但目前我主，稱之為粗苯。雖然石油化工可生產合成苯，但目前我國焦化工業生產的粗苯仍是苯類產品的重要來源。一般粗國焦化工業生產的粗苯仍是苯類產品的重要來源。一般粗苯產率是煉焦煤的苯產率是煉焦煤的0.9%0.9%1.1%1.1%，在焦爐煤氣中含粗苯，在焦爐煤氣中含粗苯303040 g/m40 g/m3 3，主要成分為苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等，此，主要成分為苯、甲苯、二甲苯及三甲苯等，此外還有一些不飽和化合物（如環戊二烯、苯乙烯、古馬隆、外還有一些不飽和化合物（如環戊二烯、苯乙烯、古馬隆、茚等）、酚類、吡啶堿類和硫化物（二硫化碳和噻吩），茚等

18、）、酚類、吡啶堿類和硫化物（二硫化碳和噻吩），經過回收與加工，可為其他工業提供重要的化工原料。其經過回收與加工，可為其他工業提供重要的化工原料。其組成如表組成如表4-24-2。粗苯中酚類含量為粗苯中酚類含量為0.1%0.1%1.0%1.0%，吡啶堿含量為，吡啶堿含量為0.01%0.01%0.5%0.5%。粗苯的主要成分在粗苯的主要成分在180180前餾出，高于前餾出，高于180180餾出物稱溶劑餾出物稱溶劑油。油。180180前餾出最多，其量一般為前餾出最多，其量一般為93%93%95%95%。組組 分分含含 量量/%/%組分組分含含 量量/%/%苯苯5575苯并呋喃類1.01.02.02.0

19、甲苯甲苯1122茚類1.51.52.52.5二甲苯（含二甲苯（含乙基苯）乙基苯）2.56硫化物（按硫計）0.30.31.81.8三甲苯和乙三甲苯和乙基甲苯基甲苯12其中： 不飽和化合不飽和化合物物712二硫化碳0.30.31.41.4其中：其中：噻吩0.20.21.61.6環戊二烯環戊二烯0.61.0飽和化合物0.60.61.51.5苯乙烯苯乙烯0.50.51.01.0 表4-2 粗苯組分及含量萘，分子式為萘，分子式為C C1010H H8 8，白色，易揮發并有特，白色，易揮發并有特殊氣味的晶體。從煉焦的副產品煤焦油中殊氣味的晶體。從煉焦的副產品煤焦油中大量生產，用于合成染料、樹脂等，通常大量

20、生產，用于合成染料、樹脂等，通常用萘制作衛生球。煤氣中含萘用萘制作衛生球。煤氣中含萘1.01.01.5 1.5 g/mg/m3 3，脫萘后煤氣含萘要求小于，脫萘后煤氣含萘要求小于0.5 g/m0.5 g/m3 3。在終冷時萘自煤氣析出容易堵塞管道，故在終冷時萘自煤氣析出容易堵塞管道，故不能用一般的管殼式冷卻器進行終冷。一不能用一般的管殼式冷卻器進行終冷。一般在初冷器中脫除萘會簡化后處理設備中般在初冷器中脫除萘會簡化后處理設備中殘留物的清理。殘留物的清理。4.1.1.4 4.1.1.4 硫化氫硫化氫硫化氫，分子式為硫化氫，分子式為H H2 2S S，常溫時是一種無色有臭雞，常溫時是一種無色有臭雞

21、蛋氣味的劇毒氣體。焦爐煤氣中用作民用煤氣時蛋氣味的劇毒氣體。焦爐煤氣中用作民用煤氣時必須脫除硫化氫，通常采用化學吸收法，生產硫必須脫除硫化氫，通常采用化學吸收法，生產硫磺或硫酸。磺或硫酸。硫是一種非常常見的無味的非金屬，純的硫是黃硫是一種非常常見的無味的非金屬，純的硫是黃色的晶體，又稱做硫磺，有特殊臭味。分子量為色的晶體，又稱做硫磺，有特殊臭味。分子量為32.0632.06，蒸汽壓是，蒸汽壓是0.13 kPa0.13 kPa，閃點為，閃點為207207，熔點，熔點為為119119，沸點為，沸點為444.6444.6，相對密度（水，相對密度（水=1=1）為）為2.02.0。硫磺不溶于水，微溶于乙

22、醇、醚，易溶于。硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。作為易燃固體，硫磺主要用于制造染二硫化碳。作為易燃固體，硫磺主要用于制造染料、農藥、火柴、火藥、橡膠、人造絲等。料、農藥、火柴、火藥、橡膠、人造絲等。硫酸，分子式為硫酸，分子式為H H2 2SOSO4 4，是一種高沸點、，是一種高沸點、難揮發、無色無味油狀強酸液體，易難揮發、無色無味油狀強酸液體，易溶于水，能以任意比與水混溶。硫酸溶于水，能以任意比與水混溶。硫酸是基本化學工業中重要產品之一。它是基本化學工業中重要產品之一。它不僅作為許多化工產品的原料，而且不僅作為許多化工產品的原料，而且還廣泛地應用于其他的國民經濟部門。還廣泛地應用

23、于其他的國民經濟部門。4.1.1.5 4.1.1.5 煤焦油煤焦油煤焦油，一種黑色或黑褐色粘稠狀液體，煤焦油，一種黑色或黑褐色粘稠狀液體， 比重比重大于水，具有一定溶性和特殊的臭味，可燃并有大于水，具有一定溶性和特殊的臭味，可燃并有腐蝕性。煤焦油是從焦爐煤氣中冷凝分離出來的腐蝕性。煤焦油是從焦爐煤氣中冷凝分離出來的一種復雜的混合物，其中主要是碳氫化合物，這一種復雜的混合物，其中主要是碳氫化合物，這些化合物并不存在于煤中，而是在加熱處理時形些化合物并不存在于煤中，而是在加熱處理時形成的。按干餾溫度和條件的不同，煤焦油可分為成的。按干餾溫度和條件的不同，煤焦油可分為低溫焦油和高溫焦油。高溫焦油與低

24、溫焦油性質低溫焦油和高溫焦油。高溫焦油與低溫焦油性質差別較大，煉焦化學產品中為高溫焦油，以下簡差別較大，煉焦化學產品中為高溫焦油，以下簡稱為焦油。稱為焦油。煉焦生產的高溫焦油密度較高，其值為1.1601.220 g/cm3，主要由多環芳香族化合物所組成，烷基芳烴含量較少，高沸點組分較多，熱穩定性好。各種焦油餾分組成見表4-3。沸點高于360的餾分在高溫焦油中含量高；沸點低于170的餾分在低溫焦油中含量高，而高溫焦油中含量甚低。低溫焦油中酚含量高，而高溫焦油中酚含量低。焦焦 油油低低 溫溫 焦焦 油油坎阿褐煤坎阿褐煤快速熱解快速熱解焦油焦油高溫焦油高溫焦油烏克蘭褐煤莫斯科褐煤長 焰 煤氣 煤密度

25、密度/(g/cm/(g/cm3 3) )0.9000.9701.0661.0651.0801.11.1餾分產率餾分產率/%/%026.930.931.723.058.058.0酚含量酚含量/%/%12.312.312.612.639.439.428.328.326.026.02.02.0表4-3 各種焦油餾分組成 焦油中主要中性組分見表焦油中主要中性組分見表4-44-4，除萘之外，每個組分相對含，除萘之外，每個組分相對含量都較小，但是由于焦油數量較大，各組分的絕對數量是不小的量都較小，但是由于焦油數量較大，各組分的絕對數量是不小的. .組組 分分沸點沸點( (于于10

26、1kP101kPa)a)/熔點熔點/焦油中含量焦油中含量/中國中國前蘇聯阿夫捷夫前蘇聯阿夫捷夫廠廠德國德國萘萘21821880.380.38 8121211.5011.5010.010.01-1-甲基萘甲基萘244.7244.730.530.50.80.81.21.20.620.620.50.52-2-甲基萘甲基萘241.1241.134.734.71.01.01.81.81.241.241.51.5苊苊277.5277.595.095.01.21.21.81.81.621.622.02.0芴芴297.9297.9114.2114.21.01.02.02.01.651.652.02.0氧芴氧芴

27、286.0286.081.681.60.60.60.80.81.251.251.01.0CH3CH3CH2CH2O蒽蒽342.3342.3216.216.0 01.21.21.81.81.241.241.81.8菲菲340.199.14.55.04.255.05.0咔唑咔唑353.0246.01.21.91.401.51.5螢蒽螢蒽383.5109.01.82.52.303.33.3芘芘393.5150.01.21.81.852.12.1屈屈448.0448.0254.254.0 00.650.650.420.422.02.0N焦油各組分的性質有差別，但性質相近組分較多，需要先采用蒸焦油各組分

28、的性質有差別，但性質相近組分較多，需要先采用蒸餾方法切取各種餾分，使酚、萘、蒽等欲提取的單組分產品濃縮集餾方法切取各種餾分，使酚、萘、蒽等欲提取的單組分產品濃縮集中到相應的餾分中去，再進一步利用物理的和化學的方法進行分離。中到相應的餾分中去，再進一步利用物理的和化學的方法進行分離。4.1.1.5.1 4.1.1.5.1 焦油餾分焦油餾分焦油連續蒸餾切取的餾分一般有下述幾種：焦油連續蒸餾切取的餾分一般有下述幾種：（1 1）輕油餾分）輕油餾分 170170前面的餾分，產率為前面的餾分，產率為0.4%0.4%0.8%0.8%，密度為，密度為0.880.880.90 g/m0.90 g/m3 3。主要

29、含有苯族烴，。主要含有苯族烴，酚含量小于酚含量小于5%5%。（2 2）酚油餾分）酚油餾分 170 170210210的餾分，產率為的餾分，產率為2.0%2.0%2.5%2.5%，密度為，密度為0.980.981.01 g/m1.01 g/m3 3。含有酚和甲。含有酚和甲酚酚20%20%30%30%，萘，萘5%5%20%20%，吡啶堿，吡啶堿4%4%6%6%，其余為酚，其余為酚油。油。（3 3）萘油餾分）萘油餾分 210 210230230的餾分，產率為的餾分，產率為10%10%13%13%，密度為，密度為1.011.011.04 g/m1.04 g/m3 3。主要含有萘。主要含有萘70%70%

30、80%80%，酚、甲酚和二甲酚酚、甲酚和二甲酚4%4%6%6%，重吡啶堿，重吡啶堿3%3%4%4%，其余為，其余為萘油。萘油。（4 4）洗油餾分）洗油餾分 230 230300300的餾分，產率為的餾分，產率為4.5%4.5%7.0%7.0%，密度為，密度為1.041.041.06 g/m31.06 g/m3。含有甲酚、。含有甲酚、二甲酚及高沸點酚類二甲酚及高沸點酚類3%3%5%5%，重吡啶堿，重吡啶堿4%4%5%5%，萘含，萘含量低于量低于15%15%，還含有甲基萘及少量苊、芴、氧芴等，還含有甲基萘及少量苊、芴、氧芴等，其余為洗油。其余為洗油。（5 5）一蒽油餾分）一蒽油餾分 280 280

31、360360的餾分，產率為的餾分，產率為16%16%22%22%，密度為，密度為1.051.051.13 g/m31.13 g/m3。含有蒽。含有蒽16%16%20%20%，萘，萘2%2%4%4%，高沸點酚類，高沸點酚類1%1%3%3%，重吡啶堿，重吡啶堿2%2%4%4%，其余，其余為一蒽油。為一蒽油。（6 6）二蒽油餾分）二蒽油餾分 初餾點為初餾點為310310，餾出，餾出50%50%時為時為400400，產率為，產率為4%4%8%8%，密度為，密度為1.081.081.18 g/m31.18 g/m3。含。含萘不大于萘不大于3%3%。（7 7）瀝青）瀝青 為焦油蒸餾殘液，產率為為焦油蒸餾殘

32、液，產率為50%50%56%56%。4.1.1.5.2 4.1.1.5.2 主要產品及其用途主要產品及其用途上述焦油各餾分進一步加工，可分離制取多種產品，目前上述焦油各餾分進一步加工，可分離制取多種產品，目前提取的主要產品有：提取的主要產品有：（1 1）萘）萘 萘為無色晶體，易升華，不溶于水，易溶于醇、萘為無色晶體，易升華，不溶于水，易溶于醇、醚、三氯甲烷和二硫化碳，是焦油加工的重要產品。國內醚、三氯甲烷和二硫化碳，是焦油加工的重要產品。國內生產的工業萘多用來制取鄰苯二甲酸酐，供生產樹脂、工生產的工業萘多用來制取鄰苯二甲酸酐，供生產樹脂、工程塑料、染料、油漆及醫藥等用。萘也可以用于生產農藥、程

33、塑料、染料、油漆及醫藥等用。萘也可以用于生產農藥、炸藥、植物生長激素、橡膠及塑料的防老劑等。炸藥、植物生長激素、橡膠及塑料的防老劑等。（2 2）酚及其同系物）酚及其同系物 酚為無色晶體，可溶于水，能溶酚為無色晶體，可溶于水，能溶于乙醇。酚可用于生產合成纖維、工程塑料、農藥、醫藥、于乙醇。酚可用于生產合成纖維、工程塑料、農藥、醫藥、染料中間體及炸藥等。甲酚可用于生產合成樹脂、增塑劑、染料中間體及炸藥等。甲酚可用于生產合成樹脂、增塑劑、防腐劑、炸藥、醫藥及香料等。防腐劑、炸藥、醫藥及香料等。（3 3）蒽）蒽 蒽為無色片狀結晶，有藍色熒光，不溶于水，蒽為無色片狀結晶，有藍色熒光，不溶于水，能溶于醇、

34、醚、四氯化碳和二硫化碳。目前，蒽主要用于能溶于醇、醚、四氯化碳和二硫化碳。目前，蒽主要用于制蒽醌染料，還可以用于制合成鞣劑及油漆。制蒽醌染料，還可以用于制合成鞣劑及油漆。（4 4）菲）菲 是蒽的同分異構物，在焦油中含量僅次于是蒽的同分異構物，在焦油中含量僅次于萘的含量。它有不少用途，由于其產量較大，還有待萘的含量。它有不少用途，由于其產量較大，還有待進一步開發利用。進一步開發利用。（5 5）咔唑）咔唑 又名又名9-9-氮雜芴，為無色小鱗片狀晶體，氮雜芴，為無色小鱗片狀晶體，不溶于水，微溶于乙醇、乙醚、熱苯及二硫化碳等。不溶于水，微溶于乙醇、乙醚、熱苯及二硫化碳等。咔唑是染料、塑料、農藥的重要原

35、料。咔唑是染料、塑料、農藥的重要原料。以上是焦油中提取的單組分產品，加工焦油時還可得以上是焦油中提取的單組分產品，加工焦油時還可得到混合組分產品：到混合組分產品：（6 6）瀝青）瀝青 是焦油蒸餾殘液，為多種多環高分子化是焦油蒸餾殘液，為多種多環高分子化合物的混合物。根據生產條件不同，瀝青軟化點可介合物的混合物。根據生產條件不同，瀝青軟化點可介于于7070150150之間。目前，我國生產的電極瀝青和中之間。目前，我國生產的電極瀝青和中溫瀝青的軟化點為溫瀝青的軟化點為75759090。瀝青有多種用途，可用。瀝青有多種用途，可用于制造屋頂涂料、防潮層和筑路、生產瀝青焦和電爐于制造屋頂涂料、防潮層和筑

36、路、生產瀝青焦和電爐電極等電極等（7 7）各種油類）各種油類 各餾分在提取出有關的單組分產各餾分在提取出有關的單組分產品之后，即得到各種油類產品。其中，洗油餾分品之后，即得到各種油類產品。其中，洗油餾分經脫二甲酚及喹啉堿類之后得到洗油，主要用作經脫二甲酚及喹啉堿類之后得到洗油，主要用作回收粗苯的吸收溶劑。脫除粗蒽結晶的一蒽油是回收粗苯的吸收溶劑。脫除粗蒽結晶的一蒽油是配制防腐油的主要成分。部分油類還可作柴油機配制防腐油的主要成分。部分油類還可作柴油機的燃料。的燃料。上面所述，僅為焦油產品部分用途，可見綜合利上面所述，僅為焦油產品部分用途，可見綜合利用焦油具有重要意義。目前，世界焦油年產量約用焦

37、油具有重要意義。目前，世界焦油年產量約有有20002000104 t104 t，20102010年我國焦油產量為年我國焦油產量為994994104 t104 t，其中，其中70%70%以上進行加工精制，其余以上進行加工精制，其余大部分作為高熱值低硫的噴吹燃料。世界焦油精大部分作為高熱值低硫的噴吹燃料。世界焦油精制先進的廠家，已從焦油中提取制先進的廠家，已從焦油中提取230230多種產品，多種產品，并向集中加工大型化方向發展。并向集中加工大型化方向發展。4.1.2 4.1.2 煉焦化學產品的回收工藝煉焦化學產品的回收工藝 煉焦化學產品的回收工藝的目的和任務在于回收荒煤氣煉焦化學產品的回收工藝的目

38、的和任務在于回收荒煤氣中的氨、苯族烴、硫化物和煤焦油等化學產品，并將焦中的氨、苯族烴、硫化物和煤焦油等化學產品，并將焦爐煤氣凈化達到用戶要求。自焦爐導出的荒煤氣溫度為爐煤氣凈化達到用戶要求。自焦爐導出的荒煤氣溫度為650650800800，通過冷卻、吸收等方式按一定順序進行荒，通過冷卻、吸收等方式按一定順序進行荒煤氣處理，回收和精制焦油、粗苯、氨和硫等化學產品，煤氣處理，回收和精制焦油、粗苯、氨和硫等化學產品，并得到凈化的焦爐煤氣。并得到凈化的焦爐煤氣。 荒煤氣中含有少量雜質，對煤氣輸送和利用有害。煤氣荒煤氣中含有少量雜質，對煤氣輸送和利用有害。煤氣中含有萘，能以固態析出，堵塞管道；煤氣中含有

39、焦油中含有萘，能以固態析出，堵塞管道；煤氣中含有焦油蒸氣，有害于回收氨和粗苯操作；煤氣中含有硫化物，蒸氣，有害于回收氨和粗苯操作；煤氣中含有硫化物，能腐蝕設備，并不利于煤氣加工利用；氨能腐蝕設備，能腐蝕設備，并不利于煤氣加工利用；氨能腐蝕設備，燃燒時生成氧化氮，污染大氣；不飽和烴類能形成聚合燃燒時生成氧化氮，污染大氣；不飽和烴類能形成聚合物，導致管道和設備故障的發生。對上述有害物質，根物，導致管道和設備故障的發生。對上述有害物質，根據煤氣的不同用途要求指標，有不同的回收工藝流程。據煤氣的不同用途要求指標，有不同的回收工藝流程。 目前煉焦化學產品的回收工藝流程有正壓工藝流程和負目前煉焦化學產品的

40、回收工藝流程有正壓工藝流程和負壓工藝流程，正壓工藝流程主要有硫酸銨工藝和氨水工壓工藝流程，正壓工藝流程主要有硫酸銨工藝和氨水工藝兩種基本流程。藝兩種基本流程。4.1.2.1 4.1.2.1 正壓工藝流程正壓工藝流程（1 1） 硫酸銨工藝硫酸銨工藝自焦爐出來的荒煤氣，相繼經過冷凝鼓風工段、自焦爐出來的荒煤氣，相繼經過冷凝鼓風工段、硫銨工段、粗苯工段和脫硫工段，分別回收和生硫銨工段、粗苯工段和脫硫工段，分別回收和生產焦油、硫酸銨、粗苯、硫磺（或硫酸）等化學產焦油、硫酸銨、粗苯、硫磺（或硫酸）等化學產品，進而凈化了焦爐煤氣。產品，進而凈化了焦爐煤氣。 圖圖4-2 4-2 煉焦化學產品回收工藝流程的硫

41、酸銨工藝煉焦化學產品回收工藝流程的硫酸銨工藝 a a后脫硫工藝；后脫硫工藝；b b先脫硫工藝先脫硫工藝（2 2） 氨水工藝氨水工藝自焦爐出來的荒煤氣，相繼經過冷凝鼓風工自焦爐出來的荒煤氣，相繼經過冷凝鼓風工段、氨水工段、粗苯工段和脫硫工段，分別段、氨水工段、粗苯工段和脫硫工段，分別回收和生產焦油、濃氨水、粗苯、硫磺（或回收和生產焦油、濃氨水、粗苯、硫磺（或硫酸）等化學產品，進而凈化了焦爐煤氣。硫酸）等化學產品，進而凈化了焦爐煤氣。圖圖4-34-3為工藝流程示意圖。為工藝流程示意圖。 圖圖4-3 4-3 煉焦化學產品回收工藝流程的氨水工藝煉焦化學產品回收工藝流程的氨水工藝 a- a-后脫硫工藝；

42、后脫硫工藝；b b先脫硫工藝先脫硫工藝由于氨的回收方式不同，出現了不同的工藝流程，并且由于氨的回收方式不同，出現了不同的工藝流程，并且各個工段的操作條件也有差異。例如，在氨水工藝流程各個工段的操作條件也有差異。例如，在氨水工藝流程中洗滌設備的堵塞與腐蝕是一個關鍵問題，堵塞的原因中洗滌設備的堵塞與腐蝕是一個關鍵問題，堵塞的原因主要是由于煤氣中的萘和焦油在洗滌設備中被冷凝，粘主要是由于煤氣中的萘和焦油在洗滌設備中被冷凝，粘附在木格、噴頭或管道造成堵塞。解決方法是降低入洗附在木格、噴頭或管道造成堵塞。解決方法是降低入洗氨塔的含萘量，一般通過控制初冷器后煤氣的溫度、增氨塔的含萘量，一般通過控制初冷器后

43、煤氣的溫度、增設洗萘工段等措施。在硫酸銨工藝流程中，生產硫銨需設洗萘工段等措施。在硫酸銨工藝流程中，生產硫銨需要消耗大量的硫酸，當采用脫硫脫氰新工藝時，則可以要消耗大量的硫酸，當采用脫硫脫氰新工藝時，則可以將煤氣中的硫化氫氧化成硫酸，從而降低硫酸銨工段的將煤氣中的硫化氫氧化成硫酸，從而降低硫酸銨工段的耗酸量。另外，煤氣中含的硫化氫對工藝設備及回收產耗酸量。另外，煤氣中含的硫化氫對工藝設備及回收產品的純度也有影響，根據不同的要求條件，在每種工藝品的純度也有影響，根據不同的要求條件，在每種工藝中同時又有后脫硫工藝和先脫硫工藝。中同時又有后脫硫工藝和先脫硫工藝。上述兩種工藝流程各有利弊，比較理想的優

44、化工藝還沒上述兩種工藝流程各有利弊，比較理想的優化工藝還沒有，所以選用工藝要與實際生產和地域環境相結合來綜有，所以選用工藝要與實際生產和地域環境相結合來綜合考慮。合考慮。通過回收工藝流程后在煤氣中的各種物質含量都下降明通過回收工藝流程后在煤氣中的各種物質含量都下降明顯，表顯，表4-54-5中列出了回收前后的物質含量中列出了回收前后的物質含量與圖與圖4-24-2和圖和圖4-34-3對比，負壓工藝流程的優點是：對比，負壓工藝流程的優點是：流程變短，煤氣系統陰力損失小。流程變短，煤氣系統陰力損失小。在鼓風機內產生的壓縮熱留在煤氣中，可以彌補煤氣在鼓風機內產生的壓縮熱留在煤氣中，可以彌補煤氣輸送時的熱

45、損失。遠距離輸送時，冷凝液甚少，減少了輸送時的熱損失。遠距離輸送時，冷凝液甚少，減少了對管道的腐蝕。對管道的腐蝕。鼓風機置于流程后，機前處于負壓，避免了冷卻后又鼓風機置于流程后，機前處于負壓，避免了冷卻后又加熱，加熱后又冷卻造成的溫度起伏。減少低溫水用量，加熱，加熱后又冷卻造成的溫度起伏。減少低溫水用量，總能耗亦有所降低?？偰芎囊嘤兴档?。缺點是：缺點是：負壓狀態下煤氣體積增大，有關設備及煤氣管道尺寸負壓狀態下煤氣體積增大，有關設備及煤氣管道尺寸均相應增大。均相應增大。負壓狀態下對設備及管道的密封性要求高。負壓狀態下對設備及管道的密封性要求高。在較大的負壓下，煤氣中硫化氫、氨和苯族烴的分壓在較

46、大的負壓下，煤氣中硫化氫、氨和苯族烴的分壓也隨之降低，減少了吸收推動力。也隨之降低，減少了吸收推動力。負壓狀態下，對煤氣吸氣機的調節要求較高。負壓狀態下，對煤氣吸氣機的調節要求較高。4.1.3 4.1.3 煉焦化學產品回收利用進展煉焦化學產品回收利用進展煉焦化學產品的回收指焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學煉焦化學產品的回收指焦爐炭化室生成的荒煤氣在化學產品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦油、氨、苯族產品回收車間進行冷卻、輸送、回收煤焦油、氨、苯族烴、硫等化學產品，同時凈化了焦爐煤氣。烴、硫等化學產品，同時凈化了焦爐煤氣。煤在煉焦時，除有煤在煉焦時，除有75%75%左右變成焦炭外，還有左右變成焦炭外

47、，還有25%25%左右生左右生成多種化學產品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣，經冷卻和成多種化學產品及煤氣。來自焦爐的荒煤氣，經冷卻和用各種吸收劑處理后，可以提取出煤焦油、氨、萘、硫用各種吸收劑處理后，可以提取出煤焦油、氨、萘、硫化氫、氰化氫及粗苯等化學產品，并得到凈煤氣。氨可化氫、氰化氫及粗苯等化學產品，并得到凈煤氣。氨可以用于制取硫酸銨和無水氨；煤氣中所含的氫可用于制以用于制取硫酸銨和無水氨；煤氣中所含的氫可用于制造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環己烷等，合成氨可進造合成氨、合成甲醇、雙氧水、環己烷等，合成氨可進一步制成尿素、硝酸銨和碳酸氫銨等化肥；所含的乙烯一步制成尿素、硝酸銨和碳酸氫銨等化肥；所含

48、的乙烯可用于制取乙醇和三氯乙烷的原料，硫化氫是生產單斜可用于制取乙醇和三氯乙烷的原料，硫化氫是生產單斜硫和元素硫的原料，氰化氫可用于制取黃血鹽鈉或黃血硫和元素硫的原料，氰化氫可用于制取黃血鹽鈉或黃血鹽鉀；以及國防工業的重要原料。鹽鉀；以及國防工業的重要原料。粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品，經精制加工后，可粗苯和煤焦油都是很復雜的半成品，經精制加工后，可得到的產品有：二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、得到的產品有：二硫化碳、苯、甲苯、三甲苯、古馬隆、酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等，這些產品有廣泛的用途，酚、甲酚和吡啶鹽及瀝青等，這些產品有廣泛的用途，是合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫藥、農藥、耐是

49、合成纖維、塑料、染料、合成橡膠、醫藥、農藥、耐輻射材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料。輻射材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料。在在2020世紀世紀7070年代，法國、德國、蘇聯等國家都重視煉焦年代，法國、德國、蘇聯等國家都重視煉焦化學產品的回收，改進工藝增加產品種類，降低生產成化學產品的回收，改進工藝增加產品種類，降低生產成本和減少單位投資。本和減少單位投資。2020世紀末已經能從焦化產物中分離世紀末已經能從焦化產物中分離提煉出提煉出500500種以上的產品。我國的焦化工業也同時得到種以上的產品。我國的焦化工業也同時得到了不斷發展，能從焦爐煤氣、煤焦油和粗苯中提煉出百了不斷發展，能從焦

50、爐煤氣、煤焦油和粗苯中提煉出百余種化學產品，這大大促進了我國的經濟建設和發展。余種化學產品，這大大促進了我國的經濟建設和發展。到到20052005年，我國每年產煤氣約為年，我國每年產煤氣約為80080010108 8 m m3 3，焦油量，焦油量為為90090010104 4 t t（含中溫焦油，低溫焦油），粗苯量為（含中溫焦油，低溫焦油），粗苯量4 t t，氨量為，氨量為505010104 4 t t。4.1.3.1 4.1.3.1 焦爐煤氣的回收利用進展焦爐煤氣的回收利用進展在高溫煉焦過程中，荒煤氣經回收化學產品和凈在高溫煉焦過程中，荒煤氣經回收化學產品和凈化后成

51、為凈焦爐煤氣，其組成及產率隨原料煤的化后成為凈焦爐煤氣，其組成及產率隨原料煤的性質、焦爐操作條件等不同而不同。凈焦爐煤氣性質、焦爐操作條件等不同而不同。凈焦爐煤氣主要由主要由H H2 2、CHCH4 4、COCO、N N2 2和和COCO2 2等組成，其低熱值等組成，其低熱值為為17.5817.5818.42 MJ/m18.42 MJ/m3 3，密度為，密度為0.450.450.48 0.48 kg/mkg/m3 3，焦爐煤氣的組成與低熱值決定了其既可，焦爐煤氣的組成與低熱值決定了其既可直接作為城市煤氣的主要氣源，又可作為化工原直接作為城市煤氣的主要氣源，又可作為化工原料如制料如制H H2 2、合成氨、甲醇、二甲醚、乙苯、異丙、合成氨、甲醇、二甲醚、乙苯、異丙苯和丙烯腈等。苯和丙烯腈等。4.1.3.2 4.1.3.2 粗苯的回收利用進展粗苯的回收利用進展焦爐煤氣經脫苯回收得到的以苯為主的苯系化合焦爐煤氣經脫苯回收得到的以苯