煤焦油的形成

煤焦油的形成煤焦油是一種具有刺激性臭味的黑色或褐黑色的粘稠狀的液體，是煤在熱解過程中〔煤焦化或煤干餾〕產(chǎn)生的液態(tài)產(chǎn)物。依據(jù)熱解的溫度的不同可把煤焦油大致分為三類，即低溫煤焦油〔400～600℃〕、中溫煤焦油〔600～800℃〕和高溫煤焦油〔1000℃〕。580～630℃，35.7～39.0MJ/kg。煤焦油含有肯定多碳少氫焦油膠體系統(tǒng)中的黑色顆?；蛐鯛钗镔|(zhì)，不溶于苯、甲苯、吡啶、和喹啉等有機溶劑中，統(tǒng)稱苯不溶物〔BI〕或甲苯不溶物〔TI〕,它們對煤焦油的性質(zhì)和質(zhì)量2%～5%的氨水，故它呈堿性反響。煤焦油一般煤在碳化室內(nèi)經(jīng)枯燥、析出吸附在煤中的水、二氧化碳和甲烷等(物理解析〕。隨著煤料溫度的上升，煤中含氧多的分子構(gòu)造分解為水、二氧化碳等。當(dāng)煤層溫度到達300～550℃，則發(fā)生煤大分子側(cè)鏈和基團的斷裂，形成膠質(zhì)體，生成半焦，經(jīng)進一步炭化而形成焦炭。在成層結(jié)焦過程中，膠質(zhì)體內(nèi)發(fā)生劇烈的熱解反響，形成大量的初次熱解產(chǎn)物〔初焦油，500～550℃〕。初焦油具有大致如下的族組成。鏈烷烴〔脂肪烴〕：8.0% 烯烴：2.8% 芳烴：53.9%酸性物質(zhì)：12.1% 鹽基類：1.8% 樹脂狀物質(zhì)：14.4%〔爐墻側(cè)，外行氣〕和內(nèi)側(cè)〕向炭化室頂部空間集合，然后由上升管導(dǎo)出，如圖1-11-1焦?fàn)t煤氣流淌圖發(fā)生一系列二次熱解反響，生成二次熱解產(chǎn)物〔800～1000℃〕。也就是說，高簡單，包括裂解、脫氫、聚合、縮合、歧化和異構(gòu)化等反響。主要的二次熱解反響有:裂解脫氫縮合脫烴基側(cè)鏈這一過程生成芳烴化合物和雜環(huán)化合物。芳烴化合物生成的反響式為：雜環(huán)化合物的生成反響式為：1-11-1和萘、菲、蒽、的含量明顯低于高溫焦油。組成/%1-1初焦油和高溫焦油組成初焦油高溫焦油飽和烴10.0-酚25.01.5萘3.010.0菲和蒽1.06.0瀝青35.055.0煤焦油的化學(xué)組成和性質(zhì)500種。但大多數(shù)組分含量很少或極微。煤焦油中含量超過1%12種，如萘、甲基苯、氧芴、芴、苊、蒽、菲、咔唑、熒蒽、芘、苊、和甲酚的1-2列出了煤焦油中的主要成分及它們的物理化學(xué)性質(zhì)。雜環(huán)氧化物、以及簡單的高分子環(huán)狀烴。其組成包括了由苯和苯酚等低分子量、化合物。盡管煤焦油中化合物組成簡單，但它們的化學(xué)組成有如下特點。烷烴、烯烴、和環(huán)烷烴化合物很少。②在煤焦油中除了芳香烴外，還含有氧、含氧、含氮、含硫化合物。有一些含氧中性化合物如古馬隆、氧芴等。類的化合物如吲哚、咔唑等，以及少量的胺類和腈類。⑤含硫化合物是噻吩、硫酚、硫雜茚等。削減。物、含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物及不飽和化合物來進展?fàn)幷摗N類化合物分中也有覺察。煤焦油中所覺察的苯族烴主要是苯、甲苯、3種二甲苯異構(gòu)體，1,2,4,5-〔帶不飽和側(cè)鏈的苯的衍生物〕，C2以上的烷基苯的含量很少，主要是苯的甲基衍生物。142,3,6-1,3,7-的異構(gòu)體。在煤焦油的高沸點化合物中還覺察了萘的衍苊，主要集中在洗油餾分中。芴。典型的三環(huán)稠環(huán)芳烴是蒽和菲，主要集中分布在蒽油餾分中。2～4油高沸點物質(zhì)局部的爭論進展得很少，在這些物質(zhì)中覺察了以下物質(zhì)：這些化合物的烷基衍生物。2-350～360℃的餾分中還覺察了4,5反響的中間產(chǎn)物。含氧化物煤焦油的含氧化合物分為酸性含氧化合物和中性含氧化合物兩種。①酸性含氧化合物它們是芳香烴側(cè)鏈中含有氧的化合物，這些化合物是品。衍生物，如下：物、芴的羥基衍生物及菲的羥基衍生物，如下：〔主要是苯酚及甲酚〕溶解在焦油水中成為二元系統(tǒng)的水-1/4。的是酚油餾分和萘油餾分中的酚。②中性含氧化合物它們是芳香環(huán)中含有氧的化合物，煤焦油中的酮類含2,3-苯并芴。除古馬隆和氧芴外，在相應(yīng)的餾分中還有它們的甲基衍生物。含氮化合物煤焦油中含氮化合物分為鹽基性化合物和中性化合物兩種?！惨卜Q焦油堿?！财浯问欠枷惆贰脖桨芳捌溲苌铩?。由于焦油鹽基的主要組成是吡啶、喹啉及它們的衍生物，所以焦油鹽基一般包括吡啶鹽基〔也稱吡啶堿〕及喹啉鹽基。沸點160160℃以上的稱為重吡啶鹽基。喹啉鹽240～400℃的餾分中，大局部為喹啉類和異喹啉類。雜環(huán)含氮化合物在輕油餾分和酚油餾分中所含的雜環(huán)含氮化合物有吡〔如四甲基吡啶等〕230～265℃的洗油餾分中含有喹啉、異喹2,8-二甲基異喹啉等。在較高沸點的洗油餾分中8-羥基喹啉等，在蒽油餾分中，從煤焦油中所啶衍生物的原料，而萘油餾分和洗油餾分則作為生產(chǎn)喹啉及其衍生物的原料。芳香胺類煤焦油中的芳香胺類主要是苯胺、甲苯胺、和二甲苯胺，在高沸點餾分中還覺察有萘胺。吡咯衍生物 這類化合物主要有吲哚、咔唑和苯并卡唑，其中吲哚主要集中物的性質(zhì)活潑，它們是引起不同的樹脂化反響的主要組分在相應(yīng)的煤焦油餾分中也覺察了咔唑的甲基衍生物在沸點較高的含氮化合物中沒有烷基衍生物。腈類化合物 中覺察了腈類的幾乎全部的主要代表物。這些物質(zhì)是苯腈，甲苯腈及萘腈，它們主要存在酚油和萘油餾分中。含硫化合物次分布在萘油和洗油中。煤焦油各餾分中硫的分布餾分/%餾分/%煤焦油煤焦油中的硫輕油0.50.780.0040.47酚油1.50.650.011.19萘油9.01.100.1012.05洗油9.00.700.067.68蒽油23.01.000.2328.02瀝青57.00.730.4250.59合計100——0.82100煤焦油中的含硫化合物有兩類。是噻吩、硫雜茚、硫芴和2,3-苯并硫芴以及它們的家及衍生物和少量的硫雜茚的而家及衍生物。2,3-〔萘、甲基萘、二甲基萘及菲〕1-4所列。幾種烴類與其伴生含硫化合物的沸點烴類沸點/℃含硫化合物沸點℃萘218硫雜茚222甲基萘241～245甲基硫雜茚247二甲基萘261～270二甲基硫雜茚269菲340硫芴332萘硫酚等，它們大局部屬于高沸點化合物，主要存在于洗油餾分和蒽油餾分中。由于具有酸性，所以會腐蝕設(shè)備。不飽和化合物擦光漆和某些涂料、膠布、人造革、防水布、防水紙及各種粘結(jié)劑等。茚-古馬隆可以用來制取環(huán)氧化合物及聚氨酯樹脂。影響低溫煤焦油產(chǎn)率和性質(zhì)的主要因素煤焦油的產(chǎn)率與煤的熱解溫度關(guān)系親熱，如圖1-3所示。當(dāng)煤熱解溫度低于600℃時，煤焦油的產(chǎn)率較高，到達8%以上。隨著熱解溫度的提高，煤焦油的產(chǎn)1-43%～4.5%〔干煤〕。件下，當(dāng)配煤可燃基揮發(fā)分為時，焦油產(chǎn)率可由下式進展估算：解的產(chǎn)物，這種依靠關(guān)系已根本消逝?？臻g溫度，削減焦油的二次裂解。1-5圖可見，焦油的密度、甲苯不溶物〔TI〕和喹啉不溶物〔QI〕均隨爐頂空間溫溫度范圍到達最大值的分布規(guī)律。瀝青產(chǎn)率隨爐頂空間的溫度上升而增大。焦油質(zhì)量與爐頂空間溫度之間的關(guān)系