中溫瀝青加工工藝情況

瀝青是煤焦油連續(xù)蒸餾的殘液部分，產(chǎn)率為54～56%，因此在生產(chǎn)工業(yè)萘等過程中產(chǎn)生。

中溫瀝青(英文名稱：Soft Pitch)是焦油蒸餾殘液部分，產(chǎn)率占焦油的54～56%，它是由三環(huán)以上的芳香族化合物和含氧、含氮、含硫雜環(huán)化合物及少量高分子碳素物質(zhì)組成。瀝青組分的分子量在200～2000之間，最高可達(dá)3000。中溫瀝青是根據(jù)軟化點(diǎn)不同劃分的。軟化點(diǎn)為65～90℃為中溫瀝青。

中溫瀝青用于制油氈、建筑物防水層、高級(jí)瀝青漆等，也是制取瀝青焦或延遲焦及改質(zhì)瀝青的原料。冶煉瀝青焦的原料：作碳素電極，電解鋁陽極的粘合劑：用于鋪路防水材料：油氈涂料：生產(chǎn)電池和作耐火材料的粘結(jié)劑。2100433B

1.煤焦油蒸餾與中溫瀝青

中溫瀝青是煤焦油蒸餾的殘余物，在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，我國石墨電極生產(chǎn)是用中溫瀝青作為粘結(jié)劑的，仍然以中溫瀝青為主。從粘結(jié)劑的立場(chǎng)考慮，研究煤焦油蒸餾對(duì)中溫瀝青性能的影響是很有意義的。

2.煤焦油蒸餾前的準(zhǔn)備

(1)焦油質(zhì)量的均合

對(duì)于焦油加工廠來說，焦油最重要的性質(zhì)是喹啉不溶物(QI)、水和灰分含量，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響焦油蒸餾操作穩(wěn)定和蒸餾殘液瀝青的質(zhì)量。

所有的焦油加工廠都不會(huì)加工一座焦?fàn)t(或一個(gè)焦化廠)產(chǎn)的焦油，不同來源的焦油在組成、比重、QI、水和灰分等方面均有較大差別。焦油QI含量波動(dòng)大于1.5%，中溫瀝青QI含量波動(dòng)在3%左右，對(duì)其應(yīng)用和改質(zhì)瀝青生產(chǎn)會(huì)帶來不利影響。焦油在加工前進(jìn)行均質(zhì)，是非常有意義的。

(2)焦油的脫水、脫渣

焦油在蒸餾前必須除去水分和所含的鹽類，因?yàn)樗鼈儗?duì)焦油蒸餾過程及產(chǎn)品的質(zhì)量是有害的。

焦油中含有大量水時(shí)，灰分會(huì)增加。當(dāng)焦油的水分達(dá)4%時(shí)，灰分波動(dòng)于0.08～0.09之間，當(dāng)含大量的水量，灰分可增加到0.12～0.14%，這使焦油不適合用于制取電極用粘結(jié)劑瀝青。

焦油中的鹽類不出去，會(huì)腐蝕蒸餾設(shè)備，焦油脫鹽是在焦油最終脫水之前加入8～12%的碳酸鈉溶液。加入的鈉在焦油蒸餾時(shí)完全殘留在瀝青中變成灰分，若除去0.1克/公斤焦油中的固定銨鹽，瀝青灰分約增加0.08%。瀝青中的鈉離子對(duì)炭素制品生產(chǎn)是不利的。

(3)煤焦油中含有少量的機(jī)械雜質(zhì)，來源于煤煉焦時(shí)碳化室的耐火材料、煤粉、焦粒等。這部分機(jī)械雜質(zhì)在焦油蒸餾時(shí)全部殘留的瀝青里，這部分固體物質(zhì)在瀝青的組成中以QI形式存在，并稱為攜帶QI，對(duì)煤瀝青的應(yīng)用是不利的。

3.間歇式焦油蒸餾

焦油間歇蒸餾有常壓蒸餾和減壓蒸餾兩種流程，為裝料、加熱、分餾和排放瀝青等操作依次周期性進(jìn)行的蒸餾過程。

間歇蒸餾由于物料保溫時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)的中溫瀝青樹脂含量高，瀝青產(chǎn)率也高，可達(dá)60%。問歇蒸餾結(jié)束后，可對(duì)蒸餾殘液(中溫瀝青)繼續(xù)進(jìn)行加熱處理，直接得到軟化點(diǎn)為100～115℃的改質(zhì)瀝青。

間歇焦油蒸餾一般不進(jìn)行脫鹽操作，瀝青中鈉離子含量明顯降低。但是各周期所生產(chǎn)的中溫瀝青軟化點(diǎn)波動(dòng)范圍相對(duì)大一些。由于間歇蒸餾存在各餾分質(zhì)量不易控制、主要化工產(chǎn)品收率低、能耗高、加工能力低等缺點(diǎn)，限制發(fā)展。

4.連續(xù)式焦油蒸餾

連續(xù)式焦油蒸餾工藝流程有多種，國內(nèi)外差異較大，不同工藝流程得到的煤瀝青質(zhì)量也存在一定差異。

(1)國內(nèi)連續(xù)式焦油蒸餾工藝也有多種方式，區(qū)別主要在于化工產(chǎn)品的提取和分離上，中溫瀝青的生產(chǎn)基本相同。

經(jīng)靜止脫水后的焦油，用一段泵送至管式加熱爐對(duì)流段(或?qū)Ｓ媒褂图訜崞?，在泵前加入8～12%的碳酸鈉溶液進(jìn)行脫鹽，至此，焦油被加熱到120～130℃進(jìn)入一次蒸發(fā)器進(jìn)行最終脫水，塔頂蒸出的100～110℃輕油和水經(jīng)冷凝冷卻后進(jìn)入油水分離器進(jìn)行油水分離。塔底脫水后的焦油流入無水焦油槽，由二段泵送至管式加熱爐的輻射段加熱至380～400℃后進(jìn)入二次蒸發(fā)器，塔底排出中溫瀝青，其余組分進(jìn)入下道工序提取后種化工產(chǎn)品。

這種工藝制取的中溫瀝青與間歇式蒸餾相比，由于在高溫下停留時(shí)間短(約15分鐘)，其甲苯不溶物含量低；由于最終脫水前加入碳酸鈉脫鹽，不同程度含有鈉離子。其優(yōu)點(diǎn)是軟化點(diǎn)容易控制(可以控制在5℃范圍內(nèi))，為改質(zhì)瀝青生產(chǎn)的穩(wěn)定打下了基礎(chǔ)，是國內(nèi)普遍采用的一種工藝。

(2)國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家連續(xù)蒸餾流程比較完善，主要在節(jié)能、環(huán)保方面不斷改進(jìn)。

有以下幾種流程對(duì)瀝青質(zhì)量起到了改進(jìn)作用。

a、逐漸加熱焦油的連續(xù)蒸餾，采用這種工藝的主要有呂特式焦油連續(xù)蒸餾和考伯斯式焦油連續(xù)蒸餾。

b、帶瀝青循環(huán)的焦油蒸餾，這種焦油蒸餾工藝在美國、法國和英國都有裝置在運(yùn)行。

c、煤焦油的改質(zhì)處理生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青，典型的方法是切里-特(CHERRY--T流程)法。這幾種焦油蒸餾方法除具節(jié)能等特點(diǎn)外，還具有瀝青在較高溫度下保溫時(shí)間長(zhǎng)，能生產(chǎn)B-樹脂含量高的粘結(jié)劑瀝青。以CHERRY--T法為例，焦油在0.9Mpa壓力400℃溫度下保溫5h，使不穩(wěn)定組分發(fā)生聚合可以得到B-樹脂含量24%左右的優(yōu)質(zhì)粘結(jié)劑瀝青。

d、切取瀝青后加堿工藝，法國IRH公司焦油蒸餾技術(shù)。這種工藝是加堿脫鹽在切取瀝青以后進(jìn)行，因此瀝青不會(huì)在生產(chǎn)過程當(dāng)中增加鈉離子，有利于提高瀝青的質(zhì)量 。

根據(jù)軟化點(diǎn)的不同，煤瀝青分為低溫瀝青、中溫瀝青、高溫瀝青三類，每類有1號(hào)和2號(hào)兩個(gè)品級(jí)。具體指標(biāo)如下圖：