煤化工反应-单元.ppt

碱洗得到的酚钠盐中含有夹带的中性油，所以粗酚钠首先需脱油，把粗酚钠放在脱油塔中用蒸气蒸吹，塔底就可得到净酚钠。酚钠盐遇到比酚强的酸即可分解，使酚游离析出。可用CO2或硫酸分解。CO2气可用石灰窑气、烟道气或高炉煤气。用CO2分解，分解率可达97～99％，残留酚钠需用硫酸进一步分解。将上述分解得到的粗酚和废水脱酚得到的粗酚合在一起进行精酚生产。 酸洗得到粗吡啶盐类，采用氨水法或碳酸钠法分解，粗吡啶盐基的精制包括脱水、初馏和精馏等，得到工业喹啉，浮选剂为2,4,6三甲基吡啶及混二甲基吡啶等。 ⑵ 工业萘与精萘的生产 全世界目前90％的萘来自煤焦油。焦油蒸馏得到的萘油馏分（或混合馏分）是生产工业萘的原料。一般加工步骤是：含萘馏分→碱洗→酸洗→碱洗→精馏→工业萘。碱洗去除酚类，酸洗脱吡啶碱类，最后碱洗去除游离酸和其它杂质。 工业萘含萘95％左右，其中还含杂环及不饱和化合物，需进一步精制。方法有区域熔融法、分步结晶法和催化加氢法等。区域熔融法是使晶体反复熔化和结晶析出，晶体纯度不断提高，工业萘经过晶析提纯，萘含量提高到99％，再经20层浮阀精馏塔提纯，过程连续操作。分步结晶法实际上是一种间歇式区域熔融法，由于设备简单，能耗低，工业上应用较多。催化加氢精制和苯精制相仿。因为粗萘中有些不饱和化合物沸点与萘很接近，难以用精馏方法分离，而催化加氢很容易去除它们。 ⑶ 粗蒽和精蒽 将焦油蒸馏所得一蒽油馏分进行冷却结晶，再离心分离即可分出粗蒽结晶。粗蒽呈黄绿色糊状，其中含纯蒽28～32％，纯菲22％～30％，纯咔唑15％～20％，粗蒽对一蒽油的产率为13％～18％。 由粗蒽制取精蒽的方法有溶剂法和溶剂-精馏法。 溶剂法是利用蒽菲咔唑在一定溶剂中溶解度不同而加以分离。 溶剂-精馏法是德国采用的方法。粗蒽先在蒸馏塔进行分离，塔顶产物为粗菲，从侧线切取半精蒽馏分（含蒽55％～60％）和粗咔唑馏分（含咔唑55％～60％）。半精蒽用加热到120℃的苯乙酮洗涤，然后冷却结晶，离心分离、干燥即可得精蒽，精蒽纯度达96％。此法采用精馏方法，处理量大，同时可得到菲、蒽、咔唑的富集馏分，所用溶剂苯乙酮是生产苯乙烯的副产品，对菲及咔唑的溶解性好，洗涤结晶一次就可得到精蒽。 5．沥青的加工利用 沥青的产率占煤焦油的54～56％，它由三环以上的芳烃，含氧、含氮和含硫杂环化合物以及少量高分子炭素物质组成。根据沥青软化点的不同，分成：①软沥青，软化点40～55℃；②中温沥青，软化点为65～90℃；③硬沥青，软化点高于90℃，也有软化点高于130～150℃的硬沥青，用作生产低灰沥青焦。中温沥青可用于制取油毡、建筑防水层和高级沥青漆等。它的更重要的用途是制取沥青焦以及高质量的电极沥青（改质沥青），以满足电炉炼钢、制铝工业和碳素工业发展的需要。 目前全世界生产炭素电极和阳极炭糊所需的电极沥青，几乎全部来自煤焦油。生产电极用改质沥青有两种方法：一种是以中温沥青为材料，制取改质沥青的加压热处理法(吕格特法) ；另一种是以煤焦油为原料的Cherry-T法。它主要用作超高功率电极及电解制铝的极板的粘结剂。 三 、煤的炭素制品 炭素材料是指从无定形炭到石墨结晶的一系列过渡态炭。主要炭素制品有：冶金用的电极和耐高温材料；电热和电化学用的电极；机电用的电刷；化工和机械工业用的不透性石墨和耐磨材料；原子能和宇航用的高纯石墨材料；用作高温结构材料和烧蚀材料的炭纤维及其复合材料以及用于化工和环保的各种炭质吸附剂等。 ⒈ 炭素材料的结构与性能 石墨是由六角形碳网平面以一定规律叠合而成的三维有序结构。石墨晶体大部分呈六方体，少部分呈菱面体。石墨的最大特点是各向异性。 实际应用的炭素材料，绝大部分是乱层石墨结构和石墨的微晶结构。 炭素材料的主要特性： ⑴ 耐热性和抗热震性 ⑵ 良好的导热和导电性 ⑶ 良好的化学稳定性 ⑷ 机械性能 ⑸ 核物理性能 ⑹ 吸附性能 2．生产原理和工艺过程  (1) 炭和石墨制品的工艺过程 原料的煅烧 配料和捏和 成型 焙烧 石墨化 ⑵ 炭素纤维 按处理温度不同分为炭纤维(800-1800℃)和石墨纤维(2000-3000℃)。因原料不同有聚丙烯腈(PAN)炭纤维、纤维素炭纤维、沥青炭纤维等。 不论何种炭纤维，基本的生产工艺相似，它包括原料的制备或调制；纺丝；原丝的预氧化或不熔化处理；预氧化丝的炭化和石墨化。 ⑶ 活性炭 活性炭是由无定形炭构成的黑色多孔性固体，具有极高的比表面积。活性炭不论用作吸附剂还是催化剂载体，最基本的要求是具有良好的吸附性能和较高的机械强度。 活性炭早期以木质为原料，现在大部分用煤炭制造，原料煤要求灰分低、挥发分适中、粘结性和膨胀性小、反应