第七章焦油加工.docx
- 文档编号:19356500
- 上传时间:2023-04-24
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:57.92KB
第七章焦油加工.docx
《第七章焦油加工.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第七章焦油加工.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第七章焦油加工
第七章煤焦油的蒸馏
第一节煤焦油的组成、质量及主要产品的用途
按炼焦温度和条件的不同,煤焦油可分为低温焦油和高温焦油。
我们主要讨论高温焦油。
一、煤焦油的组成和质量
在煤焦油中,绝大多数化合物的含量仅有千分之几或万分之几,只有少数化合物含量较多。
煤焦油的质量通常以比重、粘度、水分、灰分及游离碳的含量,各种馏分和沥青的产率,以及酚及其同系物、萘、蒽和吡啶碱类的含量来表示。
回收车间送来的原料焦油要求达到的标准为:
比重:
1.17~1.20;水分不大于4%;灰分不大于0.15%;游离碳不大于6~10%;粘度不大于5.0。
此外还要求所夹带的水中固定铵盐含量不大于1.5g/l氨水,对酚、萘、蒽的含量及各种馏分和沥青的产率应进行分析检验。
二、主要产品及其用途
焦油需先经蒸馏切取各种馏分,使酚、萘、蒽等欲提取的单组分产品浓缩集中到相应的馏分中去,再用蒸馏、结晶、过滤及化学处理方法加工有关馏分,将之提取出来。
在焦油连续蒸馏系统中所切取的馏分一般有以下几种:
轻油馏分:
为170℃前的馏分,产率为0.4~0.8(对无水焦油),比重为0.88~0.90。
主要含有苯族烃,酚含量小于5%,并含有少量古马隆和茚等不饱和化合物及微量的奈。
酚油馏分:
为170~210℃的馏分,产率为1.0~2.5%,比重为0.98~1.01。
含有酚和甲酚20~30%,萘5~20%;吡啶碱类4~6%;其余为酚油。
萘油馏分:
为210~230℃的馏分,产率为10~13%,比重为1.01~1.04,主要含有萘70~80%,酚、甲酚和二甲酚4~6%;重吡啶碱类3~4%;其余为萘油。
洗油馏分:
为230~300℃的馏分,产率为4.5~6.5%,比重为1.04~1.06。
含有甲酚、二甲酚及高沸点酚类3~5%,重吡啶碱类4~5%,萘含量低于15%;还含有甲基萘及少量苊、芴、氧芴等,其余为洗油。
一蒽油馏分:
为280~360℃的馏分,产率为16~22%,比重为1.05~1.10。
含有蒽16~20%;萘2~4%,高沸点酚类1~3%;重吡啶碱类2~4%;其余为一蒽油。
二蒽油馏分:
产率为4~6%;比重为1.08~1.12,初馏点为310℃,馏出50%时为400℃,含萘不大于3%。
沥青:
为焦油蒸馏的残液,产率为54~56%。
在进一步加工上述馏分时,可以分离和制取出多种产品,目前所提取的主要产品为:
萘:
萘为无色单斜晶体,易升华,不溶于水,能溶于醇、醚、三氯甲烷和二硫化碳,是焦油加工的重要产品。
萘是非常宝贵的化工原料,国内所生产的工业萘多用于制取邻苯二甲酸酐(苯酐),供生产树脂、工程塑料、染料、油漆及医药等用。
此外萘也可用于生产农药、炸药、植物生长激素、橡胶及塑料的防老剂等。
酚及其同系物:
酚为无色结晶,可溶于水、乙醇、冰醋酸及甘油等。
酚可广泛用于生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、染料中间体及炸药等方面。
甲酚可用于生产合成塑料、增塑剂、防腐剂、炸药、医药及香料等方面。
二甲酚和高沸点酚可用于制造消毒剂。
苯二酚可用作显影剂。
蒽:
蒽为无色片状结晶,有兰色荧光,不溶于水,能溶于醇、醚、四氯化碳和二硫化碳。
目前,蒽的主要用途是制取蒽系染料,还可用于制造合成鞣剂及各种油漆。
菲:
菲为白色带荧光的片状结晶,能升华,不溶于水,微溶于乙醇、可溶于乙醚、冰醋酸、苯、二硫化碳等。
菲是蒽的同分异构物,可用于制取人造树脂、植物生长激素、鞣料、还原染料及碳黑等。
菲经氢化制取的全氢菲,可用于生产喷气飞机燃料。
菲经氧化制得的联苯酸,可用于制取聚脂树脂和醇酸树脂等。
菲经氧化制得的菲醌,可用作农药。
咔唑:
咔唑又名9-氮杂芴,为无色小鳞片状晶体,不溶于水,微溶于乙醇、乙醚、丙酮、热苯及二硫化碳等。
咔唑在紫外光下有强烈的荧光。
咔唑是染料、塑料、农药的重要原料。
在加工焦油时,还可得到:
沥青:
沥青是焦油蒸馏所得残液,为多种高分子多核环状化合物所组成的混合物。
根据生产条件的不同,沥青软化点可波动在70~150℃之间。
目前,我国生产的电极沥青和中温沥青的软化点为75~90℃。
沥青可用于制造屋顶涂料、防湿剂、耐火材料粘结剂等,也可用于筑路,还可用于生产沥青焦,以制造电炉冶炼用的电极。
各种油类:
焦油蒸馏所得的各种馏分在提取出有关的单组分产品后,即得到各种油类产品。
其中洗油馏分经脱除二甲酚及喹啉碱类后得到洗油,主要用作回收煤气中的苯族烃的吸收剂;脱除了粗蒽结晶的一蒽油是配制防腐油的主要组分,其他油类可用作制造油漆的溶剂、干燥油,兽医用消毒剂;部分油类还可用作柴油机的燃料。
对焦油洗油加以综合利用,可从中提取用于制造合成香料及植物生长激素的吲哚、制取合成染料的苊、用作高温热载体的联苯以及α-、β-、甲基萘等。
综上所述,煤焦油的加工和综合利用,具有重要的意义。
世界各国煤焦油总产量的70%以上均进行精制加工,其余大部分作为高热值、低硫的高炉喷吹燃料。
目前焦油加工技术以西德、日本、苏联和美国等国较先进,如西德、苏联从焦油中提取的产品品种已达200种以上,焦油加工装置也向大型化方向发展。
第二节煤焦油加工前的准备
焦油加工前的准备工作包括焦油的贮存及质量均合、脱水及脱盐等,这些准备工作对焦油加工的正常操作均很重要。
一、焦油的贮存及质量的均合
由本厂回收车间生产的粗焦油及外厂来油均送入焦油油库贮存,并于油库进行质量均合、初步脱水及脱渣。
焦油油库通常至少设三个贮槽,即一个接收焦油,一个静置脱水,一个向管式炉送油,三槽轮换使用。
焦油贮槽多为钢板焊制的立式槽。
在焦油贮槽内设有蒸汽加热器,使焦油保持一定温度,以利于油水分离。
澄清出来的水由带有放水旋塞的溢流管排出,沿放水竖管流入收集槽中,再送去与氨水混合加工。
在一些大型焦油蒸馏装置中,常处理来自几个回收车间和外厂的焦油,此外还要混入煤气终冷时洗下的萘、萘溶剂油、粗苯精制残油,以及开停工时各种不合格的馏分等。
此时,需将来自各厂或车间的质量不同的焦油分置于单独的贮槽中,然后用泵倒入混合槽内,在此槽中,利用受油管的特殊装置仔细进行混合,以保证焦油质量的均匀化。
三、焦油的脱水
1.脱水的意义
焦油中含有较多的水分,对焦油蒸馏操作非常不利。
在间歇焦油蒸馏操作中,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。
特别是由于水在焦油中能形成稳定的乳浊液,在受热时,乳浊液中的小水滴不能立即蒸发而处于过热状态。
当温度继续升高时,这些小水滴急剧蒸发,会造成突沸冲油事故,为了防止发生突沸现象,必须在脱水期间缓慢加热,于是总的蒸馏时间延长了。
在管式连续蒸馏系统中,如焦油含水多,会使系统的压力显著增高,阻力增加,成乳浊液状而稳定存在于焦油中的小水滴同样会发生急剧蒸发,因而使整个系统压力剧增,打乱操作制度。
此时必须降低焦油处理量,否则会造成高压,有引起管道、设备破裂而导致火灾的危险。
此外,伴随水分带入的腐蚀性介质,还将引起设备和管道腐蚀。
2.脱水的步骤
焦油脱水可分为初步脱水和最终脱水。
焦油的初步脱水时在油库的焦油贮槽内加热静置脱水,焦油温度维持在70~80℃,经静置36小时以上,水和焦油因比重不同而分离。
温度稍高,有利于乳浊液的分离,但温度过高,则因对流作用增强反而影响澄清,并使轻油挥发损失增大。
静置脱水可使焦油中水分初步脱至2~3%。
焦油的最后脱水,在间歇焦油蒸馏系统中,于专设的间歇脱水釜内进行;在连续式管式炉焦油蒸馏系统中,则在管式炉的对流段及一段蒸发器内进行。
如原料焦油含水为2~3%,当管式炉一段焦油出口温度达到120~130℃时,可使焦油水分脱至0.3~0.5%以下。
此外,还可以在专设装置内,采用加压脱水法,使焦油在加压(5~10公斤/厘米2)及加热(130~150℃)条件下,进行脱水。
此法的优点是水不发生汽化,分离水以液态排出,节省了水汽化所需的潜热,从而降低了总耗热量。
三、焦油的脱盐
1.脱盐的意义
焦油中所含的水实际上是氨水。
这种稀氨水中,小部分氨以氢氧化铵的形式存在,而绝大部分氨则为铵盐,其中挥发铵盐在最终脱水阶段可被除去,而固定铵盐(氯化铵、硫酸铵、硫氰酸铵等)仍留在脱水焦油中,当加热到220~250℃温度时,固定铵盐分解成游离酸和氨。
例如:
产生的酸存在于焦油中,会引起管道和设备的严重腐蚀。
此外,铵盐的存在,还会使焦油馏分与水起乳化作用,对萘油馏分的脱酸操作也非常不利。
因此,必须设法减少焦油中的固定铵盐。
为了减少焦油中的固定铵盐,除在回收车间采用混合氨水系统外,在焦油车间还采取脱盐措施,即在焦油进入管式炉前,连续加入碳酸钠溶液,使与固定铵盐中和,以生成稳定的钠盐。
其反应式为:
生成的各种钠盐在焦油蒸馏加热的温度下是不会分解的。
由高位槽来的8~12%的碳酸钠溶液经转子流量计加入一段焦油泵的吸入管中,这样可使焦油和碳酸钠溶液达到相当充分的混合。
碳酸钠的加入量取决于焦油中的固定铵盐含量,考虑到碳酸钠和焦油的混合程度不够,或焦油中固定铵盐含量可能发生变化,实际加入量要比理论量增加25%。
在实际操作中,用转子流量计控制碳酸钠溶液的加入量,并从两段泵出口区焦油样测定PH值加以校核。
Ph值一般以保持在7.5~8为宜。
第三节连续式焦油蒸馏
根据生产规模的不同,可采用间歇试或连续式焦油蒸馏装置。
间歇焦油蒸馏装置比较简单,投资少,易于建成投产,但存在着各种馏分产率低、酚和萘的集中度较低、燃料含量大、劳动条件差及不够安全等许多缺点,故生产规模较大的焦油车间均采用管式炉连续蒸馏装置进行焦油蒸馏。
在这种装置中,脱水焦油经过一次气化和精馏,能够较好的得到分离,酚和萘的集中度很高。
一、一次气化过程及一次汽化温度
1.焦油在管式炉装置中的一次汽化过程
在管式炉装置中,煤焦油的蒸发是以一次汽化的方法来完成的。
当脱水焦油被两段焦油泵压送入管式炉辐射段后,由于焦油在炉管内作湍流流动,辐射段炉管的热负荷强度很大。
加之油足够的传热面积,所以可迅速地把焦油加热到指定温度。
焦油从进入炉管后,在整个加热过程中所形成的馏分蒸汽,一直与液体密切接触,相互达成平衡。
由于沸点较低的组分在高温状态下产生很高的蒸汽压,故炉管内的压力很高。
当加热到规定温度后,汽液混合物从管式炉进入两段蒸发器,由于压力急剧降低,馏分蒸汽立即一次汽化,并与残液分离。
此时残液(沥青)和油汽(各种馏分蒸汽)之间的比例关系应符合焦油蒸馏所要求的馏分产率。
可见焦油的一次汽化过程是在二段蒸发器内最后完成的。
由于脱水焦油连续的进入管式炉内,所以上述过程也是连续进行的。
2.一次汽化温度
管式炉连续蒸馏过程要求二蒽油以前的馏分都在二段蒸发器内一次蒸发出来。
欲使馏分产率及沥青质量符合工艺要求,就必须合理的确定一次蒸发温度。
最适宜的一次蒸发温度应保证从焦油中蒸出的酚和萘最多,并得到软化点不低于80~90℃的沥青。
根据目前生产的实际情况,一次蒸发温度可保持为380℃左右。
当过热蒸汽的同入量不变时,提高一次蒸发温度,馏分产率即随之相应的增加,而沥青产率减少,同时沥青的软化点和游离碳含量也随之增加。
二、管式炉焦油连续蒸馏的工艺流程
目前我国一般采用常压焦油连续蒸馏工艺流程,按蒸馏系统采用的蒸馏塔数及馏分切取方式的不同,工艺流程主要有:
1.两塔式流程
切取各种窄馏分的两塔式流程如图。
由原料焦油贮槽来的焦油用一段焦油泵送入管式炉的对流段,加热到120~130℃后进入一段蒸发器。
于此,粗焦油中的大部分水分和部分轻油蒸发出来,混合蒸汽以105~110℃的温度自一段蒸发器顶逸出,经冷凝冷却和油水分离后得到一段轻油和氨水。
一段轻油的质量差,可回配入原料焦油重蒸,也可配入回流洗油中,有一段蒸发器底部出来的无水焦油入器底的无水焦油槽,无水焦油槽应经常保持满流。
满流的无水焦油入无水焦油满流槽,此槽中的焦油可用泵倒回原料焦油贮槽,或将满流焦油引入一段焦油泵前的管路中。
无水焦油用二段焦油泵送入管式炉辐射段,加热到405
5℃后,进入二段蒸发器进行一次蒸发,分离成各种馏分的混合蒸汽和液体沥青。
由二段蒸发器底部排出的沥青,送往沥青冷却浇注系统。
从二段蒸发器顶逸出温度为370~374℃的油气进入蒽塔下数第三层塔板,塔顶用洗油馏分打回流,塔底排出温度为330~355℃的二蒽油。
自11、13、15层塔板侧线切取温度为280~295℃的一蒽油。
一、二蒽油分别经各自的埋入式冷却器冷却后,放入各自的贮槽,以备送结晶工序加工处理。
自蒽塔顶逸出的油汽进入馏分塔下数第五层塔板。
洗油馏分以225~235℃的温度自塔底排出;温度为198~200℃的萘油馏分从第18、20、22、24层采出;温度为160~170℃的酚油馏分从第36、38、40层采出。
这些馏分都分别经各自的埋入式冷却器冷却,然后经视镜流入各自的贮槽。
馏分塔顶采出的轻油和水的混合蒸汽经冷凝冷却和油水分离后,水经视镜导入酚水槽中,可用来配制洗涤脱酚时所需的碱液,或送往酚水脱酚系统。
轻油经视镜进入回流槽,一部分送馏分塔作为回流油,剩余部分送粗苯工段处理。
所得酚油馏分、萘油馏分及洗油馏分均送洗涤工序进行酸碱洗涤,以回收酚类和重吡顶碱类产品。
已洗萘油馏分用于生产压榨萘或工业萘。
蒸馏用的直接蒸汽,经过管式炉加热到450℃,分别送至各塔塔底。
2.一塔式流程
一塔式流程与两塔式流程的不同之处是取消了蒽塔;二段蒸发器改由两部分组成,下部是蒸发段,上部为精馏段。
如图。
经静置脱水后的焦油于管式炉一段加热至120~130℃进行脱水。
无水焦油于管式炉二段加热至400~410℃后送入二段蒸发器进行分馏。
沥青油二段蒸发器底部排出送往沥青冷却浇注系统,油气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四层塔板侧线引出,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三层塔板。
由馏分塔底切取温度为270~290℃的一蒽油,经冷却后,其中一部分用于二段蒸发器顶部回流,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315~325℃,其余送结晶工序生产粗蒽。
由第15、17、19层塔板侧线切取温度为225~245℃的洗油馏分;由第33、35、37层切取温度为200~215℃的萘油馏分;由第51、53或55层切取温度为165~185℃的酚油馏分。
各种馏分均经各自的冷却器并导入相应的中间槽,然后送往洗涤结晶工序处理。
轻油及水的混合蒸汽以95~115℃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,其余送往粗苯工序处理。
3.切取混合馏分的焦油蒸馏流程
切取混合馏分的焦油蒸馏工艺在我国已得到较广泛的采用,主要有:
(1)两塔式切取两混馏分
工艺流程基本上同切取窄馏分的两塔式焦油蒸馏工艺流程相同。
不同之处是油汽自蒽塔入馏分塔后,塔顶仍出轻油,上部侧线仍切取酚油馏分,而下部侧线改切萘洗两混馏分(侧线部位与切取萘馏分时相同),塔底改出苊油馏分。
蒽塔顶部用苊油馏分打回流。
此种工艺中,萘较好的集中于萘、洗两混馏分重,馏分的洗涤及制取工业萘的操作得到简化;由于切取苊油馏分,因而有助于改进洗油质量及其综合利用。
(2)一塔式切取三混馏分
工艺流程基本上与切取窄馏分的一塔式流程相同。
不同之处仅在于原来分别切取酚、萘、洗三种窄馏分,现改为只切取酚、萘、洗一种混合馏分,其切取部位在馏分塔第25、27、29、31或第33层塔板,塔底排出一蒽油。
馏分塔总层数为41层,题馏段3层,精馏段38层。
切取三混馏分时,萘可更高度的集中,蒸馏操作及馏分洗涤操作均得到简化。
但由于馏分合并,制取工业萘是重复蒸馏,使热能单耗增多。
为了改善和保证馏分塔和二段蒸发器的正常操作,均于塔底通入适量温度不低于400℃的过热直接蒸汽,其总量约为无水焦油的3%左右。
焦油蒸馏工艺还有多种类型,如有的采用减压蒸馏工艺;有的采用高温热载体加热来进行煤焦油的蒸馏等。
4.高软化点沥青工艺流程
为了使所生产的沥青合乎用户要求,在常规的焦油蒸馏系统中,增设高软化点沥青生产装置,即可生产高软化点沥青,也可将其同低软化点沥青按需要进行配合,使沥青的软化点在较宽的范围内变动。
如图
由二段蒸发器底部排出的低软化点沥青,一部分进入真空蒸发器,其余部分送入沥青接受槽。
进入真空蒸发器的沥青在一定的真空度下蒸发,分出重油,即得软化点在90℃以上的高软化点沥青,由器底排出送入沥青接受槽。
分出的重油汽经冷凝冷却导入真空罐,在泵入重油贮槽。
沥青接受槽内的沥青用泵循环倒油,以使混合沥青质量均匀。
从循环泵出口管引出部分沥青作为产品送入贮槽,再由贮槽将产品沥青用泵入废热锅炉冷却后进入沥青冷却池。
所得粒状产品沥青经输送机通过干燥器用热空气脱水干燥后入沥青仓库。
为防止堵塞,沥青接受槽、沥青管线和真空泵系统管线外部均需保温。
三、焦油连续蒸馏工艺要点
在管式炉焦油连续蒸馏工艺中,除一次蒸发温度外,还需注意:
1.萘集中度
萘是焦油加工的重要产品,要求尽量提高收率。
在焦油蒸馏工序,萘的收率以萘集中度表示。
萘集中度的含义为:
一般情况下,原料料焦油中萘量以各馏分含萘总和计算,沥青含萘略去不计。
在不同工艺流程中,萘集中度的波动范围为:
萘油馏分:
86~89%
萘、洗两混馏分:
93~96%
酚、萘、洗三混馏分:
95~98%
在焦油蒸馏操作特别是馏分塔操作中,应尽可能地提高萘的集中度,以提高萘的产率。
2.酚集中度
酚类产品按其沸点不同,分布在各馏分中,其收率在焦油蒸馏工序用酚集中度表示。
原料焦油中酚量一般以各馏分中的酚量加上轻油分离水中的酚量计算,沥青含酚忽略不计。
酚类多损失于轻油中,因此,为了减少贵重酚类的损失,馏分塔顶温度应控制的低一些。
3.直接蒸汽量
直接蒸汽在常压蒸馏中是重要的操作调节手段之一。
为了减少酚水排量和提高分馏效率,在供热量基本得到满足及塔底产品质量符合要求的条件下,宜尽可能减少直接蒸汽量。
二段蒸发器所用直接蒸汽量与一次蒸发温度有关。
在沥青软化点温度及馏分产率为一定时,增加直接汽量,可以降低一次蒸发温度,反之,则需提高此温度。
四、影响馏分塔操作的主要因素及控制方法
影响馏分塔操作的因素很多,也有不同的控制调节手段,但主要有以下几个方面:
1.原料焦油的性质和组成
这是重要的影响因素。
要求质量稳定,尤其是其中酚、萘量允许波动范围为1%。
因为它的波动影响整个塔内馏分的分布,造成精馏操作不稳定,给正常调节带来困难。
焦油中水分也必须严格控制,要求一段蒸发器前水分小于2%,二段蒸发器前小于0.5%,所以脱水操作也相当重要,主要由中间槽来控制。
2.焦油泵的流量
送往管式炉的焦油量必须稳定,精馏操作稳定的前提是二段流量稳定。
流量均匀稳定三柱塞泵的良好操作来实现。
3.冷凝冷却系统操作的影响
如果各冷却器或冷凝器有堵塞现象,则会使塔顶蒸汽出不去,或使侧线溢流不通畅,必然会使塔压升高,使全塔各馏分分布发生变化,引起紊乱,将影响各侧线组分的质量,塔压过大能引起漏气或发生火灾事故。
如某馏分冷却器堵塞,则提不出该馏分,使之在塔内停留时间过长,导致其它馏分不合格,打乱分布(尤其萘馏分更为显著),严重恶化塔的操作,所以必须重视冷却系统的正常操作,冷却水量控制也应适当。
4.塔顶轻油回流量及性质
控制塔顶轻油回流量是最主要的和常用的调节控制手段。
回流液量、温度及组成性质对塔的操作都有影响,因其能直接控制塔顶温度,保证轻油质量,使全塔操作系统较正常。
适当的回流量才能保证精馏过程良好的进行。
5.各侧线位置及开度的影响
由于各组分在液相浓度沿塔高方向是有一定分布的,因此不同塔板上切取出来的液体组成差别很大。
故侧线位置不宜在很大范围波动,每一种馏分虽有好几个侧线,但对固定的原料焦油加工来说,应该固定采取某一侧线,一般不调整。
主要调节和起影响作用的是侧线开闭程度,以调节侧线馏分流出量(萘侧线开度是主要调节手段)。
开度大小影响是较复杂的,一般对某种原料组成有一适宜的开度,并稳定不变,对全塔操作是有利的。
6.塔底过热蒸汽的影响
塔底采用过热蒸汽可以补充塔底及下部塔段的热量,并起气提作用,保证塔底产品的质量。
同时调节蒸汽量可在一定程度上调节洗油中含萘量,保证洗油质量,但水蒸气作用是复杂的,在水蒸气过量时会增加塔内气流速度,增加操作负荷,同时也会降低精馏的分离效果,因此对塔的操作是不利的。
所以一般认为能在保证洗油和一蒽油质量的前提下尽量不给水蒸气。
第四节沥青的冷却及加工
一、沥青的冷却及用途
在管式炉装置中蒸馏焦油所得残液即为中温沥青。
由二段蒸发器底部引出的沥青的温度高达370℃左右,这样温度的沥青在空气中能发火燃烧,必须采取措施加以冷却。
沥青一般先由两段蒸发器放入密闭的冷却贮槽中冷却至150~200℃,然后再用放在水池内的金属链板输送机来冷却。
经冷却贮槽初步冷却过的沥青先放入给料器,由此以直径为6~12毫米的细流流至水池内移动的链板输送机上。
沥青随链板输送机的移动逐渐冷却凝固成条状固体,从水池内带出后,经漏嘴放出。
链板输送机移动速度为10米/分,沥青在水池内停留约2~3分钟。
此法完全是机械操作,存在环境污染等问题。
许多焦化厂现在采用汽化冷却器冷却沥青,并设置了沥青烟捕集装置,其工艺流程如图所示。
温度为370℃左右的沥青,经汽化冷却器冷却至220~240℃,然后进入沥青高位槽静置并自然冷却8小时,再经给料器放入浸于水池中的链板输送机上,以得到固体沥青。
由高位槽顶及给料器放出的沥青烟雾引入吸收塔,用洗油喷洒吸收。
除掉了沥青烟的气体经捕集液滴后排入大气。
洗油可循环使用,但需定期更换。
管式炉装置蒸馏高温煤焦油所得沥青的质量由其软化点、游离碳含量、灰分、水分含量而定。
软化点:
环球法:
75~90℃,水银法:
65~75℃。
游离碳:
小于28%
灰分:
不大于0.5%
水分:
不大于5%
挥发分:
55~75%
中温沥青可用于制油毡、建筑防水层及高级沥青漆等。
中温沥青更重要的用途是制取沥青焦或煤沥青延迟焦以及高质量的电极沥青(改制沥青),以满足电炉炼钢、制铝及碳素工业发展的需要。
二、改质沥青的制取
在制取电炉炼钢用的石墨化电极、电解制铝极板以及电极糊等碳素制品时,除用石油延迟焦、煤沥青延迟焦及沥青焦等作骨料外,还要用相当数量的煤焦油沥青作为电极粘结剂。
目前我国普遍用中温沥青作粘结剂,但电极质量较差。
为满足电炉炼钢超功率电极及电解铝极板的要求,国外早已对煤焦油的改质处理加以研究并投入工业生产。
1.沥青改质处理的意义及质量要求
煤焦油沥青是一种成分极为复杂的有机混合物,其C/H比(原子比)约为1.7~1.8,最高分子量可达2000~3000,低分子组成的代表组分为萤蒽、比、苯并比、芴等。
低分子组分均有结晶性,其融点在100~400℃以上。
所以,煤焦油沥青也可看作是多种结晶组分的共融混合物。
煤焦油沥青的热可塑性受中、高分子组分的支配,而中、高分子组分的含量可从苯不溶分及喹啉不溶分加以判别。
苯不溶分(BI)是指煤焦油或沥青用苯萃取后残余的不溶物。
喹啉不溶分(QI)是将苯不溶分以喹啉萃取后的残余不溶物,相当于α树脂。
将苯不溶分减去喹啉不溶分的差值(BI-QI)即相当于β树脂。
β树脂是喹啉可溶而苯不溶的中分子芳烃聚合物,是能真正代表粘结性的组分,这种粘结性芳烃聚合物的存在及所含数量,是煤焦油沥青作为电极粘结剂的最重要的特性。
普通中温沥青中的BI值约为18%左右,QI值约为6%左右。
当对此种沥青进行热改质处理时,沥青中的芳烃分子在热聚合和缩合过程中产生氢、甲烷及水。
同时沥青中原有的β树脂的一部分转化为α树脂(二次α树脂);苯不溶分的一部分转化为β树脂(二次β树脂),其转化程度随加热处理强度的加深而增大,从而形成更多的二次β树脂。
经加热处理后的沥青,其QI值可增至8~16%,其BI值增至25~37%。
显然,(BI-QI)值也随之得到增长。
因粘结性成分有了增长,沥青即得到了改质,称为改质
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第七 焦油 加工
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)