煤焦油中多环芳烃化合物的分离精制技术.pdf

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1、第43卷第3期煤化工Vo1．43No．32015年6月CoalChemicalIndustryJun．2015煤焦油中多环芳烃化合物的分离精制技术刘锋波，李强，王元超，李其飘，徐佳慧，程正载L，何选明L，吕早生。张春桃L(1．武汉科技大学，湖北武汉430081；2．煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室，湖北武汉430081)摘要煤焦油中的多环芳烃化合物是重要的化工原料，研究煤焦油深加工技术，对提高煤焦油分离效率和焦油利用率有重要意义。综述了煤焦油中重要芳烃组分联苯、萘、蒽、菲、芴的工业生产方法和实验研究进展，重点介

2、绍了武钢焦化的粗蒽、工业萘的生产工艺、上海宝钢化工的精蒽分离精制工艺以及煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室近年在煤焦油深加工方面的研究成果。关键词煤焦油，多环芳烃，分离精制，工业生产，研究进展文章编号：1005—9598(2015)一03—0013—05中图分类号：TQ522．64文献标识码：A煤焦油是煤在炼焦时产生的具有刺激性臭味、呈黑色或黑褐色黏稠状的液体，根据干馏的温度可分为低温(450℃～600℃)煤焦油、中温(700℃～900℃)煤焦油和高温(≥1000℃)煤焦油。联苯、萘、蒽、菲和芴等煤焦油深加工产物

3、是塑料、合成橡胶、农药、医药、新型高聚物材料及国防工业的重要原料，具有重要用途和经济价值，但受煤焦油中组分复杂及现有分离精制技术水平的影响，煤焦油初步加工得到的芳烃类化合物很难满足下游精加工的要求。因此，总结煤焦油高附加值多环芳烃化合物的分离精制工艺技术，具有重要的科学意义和参考价值。圈翌圈离．1墨强卜J1联苯的分离精制1．1工业生产联苯主要集中在洗油中，目前主要的生产方法有钾熔法、精馏法、共沸法，其中钾熔法是从洗油中提取联苯的成熟方法。侯文杰等[1-2]对此做了研究，得到了可以工业化的联苯生产工艺。目前国内还没

4、有形成大规模的联苯生产，其加工能力和技术仍然达不到工业化要求，造成了联苯资源的浪费。因此，研究开发新型联苯分离精制技术并促进其工业化发展具有重要的意义。收稿日期：2015—02-08基金项目：湖北省自然科学基金资助项目(2014CFB812)：煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室开放基金项目(WKDM201302)作者简介：刘锋波(1992一)，男，湖北武汉，现本科就读于武汉科技大学化学工程与工艺专业，从事能源化工方面的研究，E—mai1：Ifb1993@126．com。l4煤化工2015年第3期HCOOH+H20

5、2；2HCOOOH(1)2萘的分离精制HCOOOH；HCO·+·OOH(2)2．1工业生产+．。国+．。H㈦武钢焦化厂采用蒸馏法制取工业萘。工业萘原料t0槽的脱酚萘油由进料泵抽出，经升压、预热后进入初+．o一+．oH㈩馏塔，初馏塔塔底液少部分作为原料送入精馏塔，大t000部分送至初馏塔重沸器，与从精馏塔顶出来的萘蒸汽换热后返回初馏塔，作为初馏塔塔底热源。从精馏塔HCO·+·OH{HCOOH(5)顶出来的萘蒸汽换热后，进入精馏塔回流槽，槽中未度为1．739×10g／mL，萃取率达到66．20％。该实验凝性气体经冷却

6、、减压后，进入排气洗净塔；凝缩液返说明利用恒容升温法研究煤焦油萘组分在超I临界乙回精馏塔回流槽。精馏塔回流槽内的萘油一部分作为醇中的萃取效果较好，为探究煤焦油中单一组分在超回流液用精馏塔回流泵送到精馏塔塔顶，另一部分经临界液体溶剂中的溶解特性和萃取规律提供了一定第二预热器换热、工业萘冷却器冷却后，输送至萘产的数据支持和方法参考。品槽。工业萘的蒸馏提纯工艺流程示意图见图2。脱酚萘油3蒽的分离精制3．1工业生产堡型H笙二垫墨H笙l三銎+塑大H部望塑r分I+换热后武钢焦化厂制备粗蒽的工艺流程示意图见图3。原l萘产品槽H

7、工业萘冷却器Il料蒽油(AATO)经焦油蒸馏装置进入AATO槽，通过循环泵抽出送往搅拌冷却器循环；AATO在搅拌冷却器部分9sN萘油I羹耍l中冷却至40℃左右时形成结晶浆液；搅拌冷却器中．-．_J==j精馏塔回流槽J的物料冷却到40℃左右时，开启冷却器出料阀，向浆ui萘蒸汽fl液循环槽投放含有悬浮晶体的浆液，浆液循环槽与离心分离机组成循环回路，并以浆液循环泵为动力源；I精馏塔离心分离的运转基本分为“给液一第一甩于一洗净一图2工业萘的蒸馏提纯工艺流程示意图第二甩干一卸料”等几个步骤，按设定的时间自动循2．2实验研究

8、进展环运行；离心分离机间歇排出粗蒽结晶(RAT)。工业萘中主要的杂质苯并噻吩(质量分数为2％～AAT0AATO~卜—．-1搅拌冷却器输送3％)的沸点与萘非常接近，无法通过普通的精馏方法浆液循环槽除去。程正载等考察了过氧化氢一甲酸体系分离精困制萘的可行性。过氧化氢在甲酸的催化作用下与苯并过滤液排出槽离心分离机噻吩反应，生成沸点远高于萘的苯并噻吩砜和苯并噻吩亚砜，反应原理见式