焦化产品

化工产品

煤经高温干馏后获得的焦炭、高温焦油、炼焦煤气及其回收的化工产品。

焦炭

煤料经高温炼焦得到的可燃固体产物。是质地坚硬、多孔、带有裂纹、呈银灰色的块状炭质材料。以粘结性煤为主的装炉煤，在室式焦炉中隔绝空气加热到900～1050℃，经过热解、缩聚、固化和收缩等结焦过程而成为焦炭。

按用途可分为冶金焦、气化焦和电石用焦。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称，其中90%以上用于高炉炼铁的高炉焦。脆性多孔的含炭块状材料是焦炭的主要特征，有时常把半焦、铁焦和沥青焦也统称为焦炭。

化学成分

包括有机成分和无机成分。有机成分是以平面碳网为主体的类石墨化合物; 无机成分是存在于焦炭中的各种无机矿物质，以灰分表示;焦炭的成熟程度常以干燥无灰基挥发分Vdaf来表征，成熟焦炭的Vdaf为0.7%～1.2%。焦炭水分含量因熄焦方式而异，干法熄焦时约为0.5%，采用湿法熄焦时，一般为3%～4%。

化学性质

包括焦炭反应性和焦炭抗碱性。高炉用焦要求焦炭应有较低的反应性。对于大型高炉用焦其反应性指数应小于35%。铸造焦为用于化铁炉熔铁的焦炭。化铁炉中主要作热源，在炉内要尽可能不生成CO，因此要求铸造焦有更低的反应性。

物理性质

焦炭的物理性质包括真相对密度、视相对密度、气孔率、比热、导热性和电阻率等。焦炭真密度，一般为1. 80～1. 95t/m3; 焦炭视密度，一般为0. 6～1. 4t/m，气孔率35%～55%;焦炭的平均比热为0.808kJ/ (kg·℃) (100℃时)，或1. 465kJ / (kg·℃) (1000℃);焦炭热导率为2.64kJ/ (m·h·℃)(常温)，或691kJ/ (m·h·℃) (900℃)。

机械强度

表征焦炭在运输和使用过程中抵抗磨损和破碎的能力，包括焦炭落下强度、焦炭转鼓强度和焦炭热强度，都是焦炭的主要质量指标。这些指标因测定方法而异。中国主要用米库姆转鼓试验M40和M10来评定焦炭的机械强度。中型高炉以上的高炉用焦，要求M40大于72%～80%，M10大于或等于8%～10%; 铸造焦对M40要求更高; 铁合金焦和非冶金焦对焦炭的机械强度要求稍低。

力学性质

包括用材料力学方法测量的抗压强度、抗拉强度、显微强度和焦炭的杨氏弹性模量等。这些性质与焦炭气孔壁强度、气孔结构以及焦块中的裂纹直接有关，用以提示焦炭性质与结构间的内在关系。

焦炭的各种性质主要取决于生产焦炭用的装炉煤性质和备煤、炼焦工艺。1999年，还没有任何一个单独的性质指标可以说明不同用途焦炭的质量，必须用多种性质指标对焦炭进行综合评定。除了根据生产需要研究提高焦炭质量的途径以外，各国还常把评定焦炭质量的指标及其试验方法、预测焦炭强度的方法、扩大焦炭用途以及研制各种专用焦等作为主要研究内容。

高温焦油

煤炭经高温干馏时生成的具有刺激性臭味、呈黑色或黑褐色的粘稠状液体。密度一般为1. 13～1. 22g/cm3，甲苯不溶物含量通常为3.5%～9%。它是一种煤焦油。煤焦油为煤干馏过程中产生的黑褐色粘稠产物，按焦化温度不同，所得焦油分为高温焦油、中温焦油和低温焦油。

形成

装炉煤在隔绝空气的炭化室内受热时析出的挥发分以及部分挥发分在高温二次热解反应后，以精煤气形式进入集气管及初冷器，一些高沸点的化合物被冷凝、冲洗下来，经过脱除氨水和焦油渣，分离得煤焦油。其产率一般为干煤质量的3%～4.5%。

组成和性质

高温焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃。刚回收的焦油中还夹带有煤尘、焦尘和热解炭，溶有多种无机盐和其他杂质与水分。水分往往和油形成稳定的乳化液。煤焦油中许多组分还组成大量多元共沸体系，给蒸馏分离造成很大的困难。高温焦油含有1万多种化合物，按化学性质可分为中性的烃类、酸性的酚类和碱性的吡啶、喹啉类化合物。萘是在焦油中发现的第一个化合物。随后又相继发现了蒽、酚、苯胺、喹啉、吡啶、芘和䓛等。到1972年已鉴定出480种化合物，其含量占煤焦油质量的55%。其中中性化合物174种，酸性化合物63种，碱性化合物13种，其余为稠环和含氧、硫的杂环化合物。

加工

经混匀后的煤焦油进行脱水、脱渣、脱盐，然后进行蒸馏。按组分沸点切割成轻油馏分、酚油馏分、萘油馏分、洗油馏分、一蒽油馏分和二蒽油馏分，蒸馏残渣为煤焦油沥青。蒸馏操作从最早的间歇式釜式蒸馏发展到连续蒸馏装置、减压连续蒸馏、沥青延迟焦化及萘区域熔融精制等工艺，大大提高了煤焦油的加工水平。

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