乙烯焦油

烃类裂解生产乙烯得到的副产品

乙烯裂解焦油是乙烯裂解原料在蒸汽裂解过程中原料及产品高温缩合的产物。乙烯裂解焦油组成极其复杂，其中含量较高的茚、甲茚及其同系物，萘、甲基萘、乙基萘、二甲基萘以及蒽、厄、菲等组分均为有机化工合成重要原料

定义

根据燃料油网的说明，乙烯焦油（Ethylene tar）是烃类裂解生产乙烯得到的副产品，可用于生产碳黑原料，也可作工业锅炉燃料。

裂解焦油是裂解过程中的一种副产品 ,产量约占乙烯产量的 1/5 。国外裂解焦油主要用作生产炭黑的原料。我国裂解焦油主要用于生产道路沥青 ,也作为燃料使用 ,只有很少部分裂解焦油利用引进的装置生产炭黑 ,在国内延迟焦化装置上的应用。整体上综合利用率不高 ,产品附加值有待提高。

性质

裂解焦油350 ℃以前的馏分约占 30%～40 %,称为轻质燃料油;350 ℃以后的馏分是焦油沥青 ,常温下是黑色固体,约占 60 %～70 % 。裂解焦油密度1.02，初馏187℃，50 %380℃，99 %483℃。

从乙烯焦油中提取萘及其系列产品

在乙烯焦油的轻馏分中含有大量的萘及同系物，特别是对于乙烯装置的轻焦油比例数值较大的，如果从轻焦油中提取萘及系列产品，其收率更高，经济效益更好。为了从焦油中提取萘，可以利用其特性从混合物中分离出来，萘的常压沸点为218℃ ，冰点为80．5℃ ，α-甲基萘沸点245℃，凝点为一30．5℃ ，β-甲基萘沸点241℃、凝点34．6℃ ，萘、β-甲基萘与分子量相同或相近的其他烃类相比，有异常高的凝固点。利用这一特性，就可以将它们从混合液分离出来，工业上通常采用精馏、结晶、重结晶的联合工艺从焦油中得到纯净的萘、α-甲基萘、β-甲基萘等重要化工产品。

用乙烯焦油的轻组份合成石油树脂

乙烯焦油中的120～300℃馏分可以做为合成石油树脂的原料，杭州化工实验厂在1984年就已经开发生产，国内有多家化工厂都相继投产，这种用宽馏分生产的石油树脂颜色较深，产品在国际市场上价格较低。近年来青岛琴波化工厂利用140～220℃ 窄馏分做原料，聚合前加入定量的祛色剂，再加入定量的抗氧剂，从而得到超浅色石油树脂这种树脂具有广泛的应用领域和良好的经济效益。青岛琴波化工厂已建成生产3000t/a的超浅色高级石油树脂的生产装置，其质量已赶上或超过了国外同类产品，这种树脂是高级油墨、油漆、粘合剂等理想原料，在国际市场上价格很高，约为1美元/磅(18280元/t)，因此，这对轻焦油的窄馏分开发是个有益的启发。

制取碳纤维沥青及碳纤维

乙烯焦油中加入10Wt%左右的无水AlCl3后，可在＜300℃的温度条件下进行催化缩聚反应；进一步热缩聚就能得到各向异性组织发育良好的中间相沥青，其总碳化收率可达30-40Wt% 。在高性能中间相沥青碳纤维的制备过程中，中间相沥青的调制是一个关键性的步骤。中间相沥青的分子结构和流动特性决定着它的成纤性能、纤维结构及最终的力学性能近些年来又出现了用Alcl3和BF3为催化剂，对多种石油重质油和煤焦油组分进行改质处理，经缩聚反应，得到了各向异性组织发达的高可溶性中间相沥青。

从乙烯焦油生产针状焦的研究

从1978年Shell公司首次采用乙烯焦油为原料在工业装置上生产出了针状焦产品。由于乙烯焦油的特殊性，此项技术被高度保密，尽管许多学者在实验室进行了加氢等研究，但由于成本太高及工艺条件的苛刻要求均不能实现工业化。我国从70年代末开始了针状焦生产技术的研究与开发，并以热裂化渣油和催化裂化澄清油为原料在工业装置上生产出了合格的针状焦产品。而在以乙烯焦油为原料生产针状焦的中型试验研究中，发现炉管严重结焦．装置被迫停工，所得焦炭的CTE值为3．10×10-5 /℃无法得到CTE值合格(＜2．60×10-6/℃)的针状焦产品。

现状

我国每年的乙烯焦油产量很大，大部分被当作燃料烧掉。因此，开发以乙烯焦油为原料的针状焦生产工艺技术，不仅可以缓解针状焦生产原料不足的矛盾，也为乙烯焦油的合理利用提出可行途径。中间相成焦机理是针状焦生产的理论基础。重油在液相碳化过程中，其中的稠环芳烃逐渐经热解及缩聚形成不溶于母液(油)的球状塑性物，即所谓的中间相小球体。中间相小球体充分长大、融并、定向，最后固化为纤维状结构的焦炭产物即针状焦。因此，只有能生成中间相小球体并且小球体可充分长大为域状结构中间相的原料，才可生产针状焦。5以乙烯焦油为原料制备优质活性碳。

以乙烯焦油为原料除去540℃ 前馏分，得到活性炭沥青，软化点225℃ ，碳含量94% ，碳氢原子比为0．61．将该沥青与分散剂、软化剂、增强剂及溶剂等混和，在高温、高压下快速搅拌成球再经过氧化、碳化、活性等工序得到高强度、低灰分球状活性碳。此项技术工艺对原料要求不苛刻，是利用乙烯焦油最重的部分，起到了变废为宝的作用。

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