焦油加工考試

、煤焦油可分為哪幾類？高溫煤焦油化學(xué)組成的特點(diǎn)是什么？答：按照熱解溫度的不同可把煤焦油大致分為三類：低溫煤焦油（450~550C）;中溫煤焦油（600~800C）和高溫煤焦油（1000C）,煤焦油中主要組分可劃分為芳香烴、酚類、雜環(huán)氮化合物、雜環(huán)硫化合物、雜環(huán)氧化合物以及復(fù)雜的高分子環(huán)狀烴。盡管煤焦油中化合物組成復(fù)雜，但它們的化學(xué)組成有如下特點(diǎn)：1、主要是芳香族化合物，而且大多數(shù)是兩個(gè)環(huán)以上的稠環(huán)芳香族化合物，烷烴、烯烴和環(huán)烷烴化合物很少;2、 在煤焦油中除了芳香烴外，還有含氧、含氮、含硫的化合物;3、 含氧化合物主要是相應(yīng)烴的羥基衍生物，即各種酚類具有弱酸性，還有一些中性含氧化合物如古馬隆、氧芴等;4、 含氮化合物主要是具弱堿性的吡啶、喹啉及它們的衍生物，還有吡咯類化合物如吲哚、咔唑等，以及少量的胺類和腈類;5、 含硫化合物是噻吩、硫酚、硫雜茚等;6、 煤焦油中相應(yīng)烴的烷基化合物的數(shù)量很少，且隨著分子中環(huán)數(shù)的增加而減少的。二、 煤焦油分離和精制的主要產(chǎn)品及其用途?答：1、萘：萘為無色單斜晶體，易升華，不溶于水，能溶于醇、醚、三氯甲烷和二硫化碳，是焦油加工的重要產(chǎn)品之一;2、 酚及其同系物：酚為無色結(jié)晶，可溶于水、乙醇、冰醋酸及甘油等，呈酸性。酚廣泛用于生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料中間體及炸藥;3、 蒽：蒽為無色片狀結(jié)晶，不溶于水，能溶于醇、醚、四氯化碳和二硫化碳。目前蒽的主要用途是制取蒽醌系染料及各種油漆;4、 菲：菲為白色帶熒光的片狀結(jié)晶，能升華，不溶于水，微溶于乙醇、乙醚，可溶于醋酸、苯、二硫化碳等。可用于制造人造樹脂、植物生長激素、鞣料，還原染料及炭黑等。菲經(jīng)氫化制得全氫菲，可用于生產(chǎn)噴氣飛機(jī)燃料。菲氧化成菲醌可作農(nóng)藥;5、 各種油類：焦油蒸餾所得的各種餾分在提取出有關(guān)單組分產(chǎn)品后，即得到各種油類產(chǎn)品;6、 瀝青：瀝青可用于制造建筑用的屋頂涂料，防濕劑、耐火材料黏結(jié)劑及用于筑路三、 我國對煤瀝青進(jìn)行溶劑分離的族組成是什么？畫出分析過程流程圖。答：1、甲苯不溶物；2、喹啉不溶物；3、卩樹脂；4、樹脂四、 煤焦油的加工前處理包括那些方面?為何要采取這些處理？答：1、焦油質(zhì)量均勻化；2、焦油脫水；3、焦油脫鹽。處理原因：1、本廠生產(chǎn)的焦油和外來的焦油以及雜油按一定比例混合，均勻化。均勻程度一般按含奈量檢查，波動(dòng)不應(yīng)超過百分之一，不經(jīng)過均勻化焦油質(zhì)量波動(dòng)大；2、 焦油在蒸餾前必須脫水。焦油含水多，會(huì)使焦油蒸餾系統(tǒng)的壓力顯著提高、阻力加大，甚至打亂蒸餾操作制度。焦油中少量水分的存在，會(huì)形成焦油和水的乳液，使焦油的加熱不均勻。其中水分會(huì)被過熱而突然沸騰，引起焦油的噴出，因而必須緩慢加熱蒸餾，影響蒸餾塔的生產(chǎn)能力；3、 焦油中含有一定濃度的的銨鹽，包括揮發(fā)銨鹽和固定銨鹽二種。其中所含的揮發(fā)銨鹽在最終脫水階段即被除去，而占絕大部分的固定銨鹽仍留在脫水焦油中。當(dāng)焦油加熱到220?250C時(shí)，固定銨鹽會(huì)分解成氨和游離酸，產(chǎn)生的酸存于焦油中，會(huì)嚴(yán)重腐蝕管道和設(shè)備，因此必須盡量減少焦油中的固定胺鹽，為此焦油在蒸餾前要求采取了脫鹽措施。五、 敘述蒸餾時(shí)煤焦油的一次氣化及一次氣化溫度。答：1、脫水后的焦油由二段焦油泵送入管式爐輻射段后，由于輻射段爐管的熱負(fù)荷強(qiáng)度很大，又有足夠的傳熱面積，焦油可被迅速的加熱到制定溫度。焦油從進(jìn)入爐管后，在整個(gè)加熱過程中所形成的餾分蒸氣，一直與焦油液體密切接觸。在高溫下這些低沸點(diǎn)組分產(chǎn)生很高的蒸氣壓，汽液二相在較高的壓力下達(dá)成平衡，爐管內(nèi)壓力很高。當(dāng)加熱到規(guī)定溫度后，氣液混合物從輻射段爐管進(jìn)入二段蒸發(fā)器，此時(shí)由于壓力急劇下降，焦油餾分蒸氣立即一次氣化，并與殘液分離。2、一次氣化溫度：經(jīng)管式爐加熱后的焦油進(jìn)入二次蒸發(fā)器閃蒸時(shí)，氣液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度。六、 簡述工業(yè)萘生產(chǎn)工藝。答：一般分為三個(gè)階段，即原料的預(yù)處理，初餾和精餾。原料的預(yù)處理：將含萘餾份在餾份洗滌工段中用堿液或酸液進(jìn)行化學(xué)洗滌處理，脫除原料中的酚類或吡啶類（提取吡啶堿時(shí)）化合物，經(jīng)化學(xué)處理后的餾份稱為已洗萘油餾份。已洗萘油餾份進(jìn)入初餾裝置進(jìn)行精餾。初餾塔殘油是富集萘及沸點(diǎn)比萘高的組分，如硫雜茚、二甲酚、喹啉、B-甲基萘、二甲苯萘、苊、氧芴、芴等化合物。初餾殘油作為精餾階段原料，在萘精餾段，采出工業(yè)萘產(chǎn)品，并將比萘重的組分作為精餾殘油產(chǎn)品，稱為低萘洗油。七、 工業(yè)萘生產(chǎn)操作的評價(jià)指標(biāo)。答：在工業(yè)萘生產(chǎn)過程中，為了對精餾操作的好壞和工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)劣作出評價(jià)，而采用萘精制率指標(biāo)和萘提取率指標(biāo)，及洗油質(zhì)量等指標(biāo)。八、 硫酸凈化法精萘生產(chǎn)工藝流程、缺點(diǎn)及改進(jìn)方法。答：硫酸法精萘生產(chǎn)過程包括熔融、洗滌、精餾和結(jié)晶這四個(gè)主要過程。萘熔融：將原料萘塊或液體工業(yè)萘在溫度不低于80C條件下裝入熔萘槽，用間接蒸汽加熱熔化并維溫100?110C。固體萘塊熔化時(shí)間6?7小時(shí)，用水蒸汽將熔融萘壓入洗滌器中；洗滌凈化：洗滌凈化包括原料萘脫水、酸洗、水洗、堿中和、水洗凈等五個(gè)工序。經(jīng)過洗滌凈化后，萘中不飽和化合物、硫化物、酚類和吡啶堿基本清除。絕大部分的硫茚磺化成磺酸硫茚。在水洗時(shí)被水解而轉(zhuǎn)入洗滌水中。此時(shí)，萘的結(jié)晶點(diǎn)在79.4C以上,相當(dāng)于萘含量為99.2%。洗滌過程中萘損失量達(dá)4?5%。萘的精餾：洗滌萘中尚含有少量相對萘來說高沸點(diǎn)化合物和低沸點(diǎn)化合物。通過精餾進(jìn)一步除去這些雜質(zhì)，使精萘質(zhì)量進(jìn)一步提高；萘的結(jié)晶：精萘結(jié)晶工藝和工業(yè)萘結(jié)晶方式相同，采用轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)將液態(tài)精萘制成片狀結(jié)晶包裝入庫。缺點(diǎn)及改進(jìn)方法：用硫酸凈化法精制精萘方法主要缺點(diǎn)是：選擇性差，當(dāng)硫茚與硫酸發(fā)生磺化時(shí)，萘也同樣發(fā)生磺化。在同樣的反應(yīng)條件下，使1分硫茚發(fā)生磺化，有6分萘發(fā)生磺化，因此萘的損失大。特別對于含硫量較高的萘原料。采用硫酸法時(shí)，其缺點(diǎn)更加明顯。解決的方法是采用選擇性更高的萘凈化方法或完善現(xiàn)有的硫酸凈化方法。而利用特殊的添加劑方法是對硫酸法的很好的改進(jìn)和完善。這種方法是甲醛凈化法，和不飽和化合物添加劑硫酸法。九、區(qū)域熔融法生產(chǎn)精萘工藝原理。答：與萘伴生物中的硫茚、吲哚、甲基萘、酚、茚、異喹啉、喹啉等，都能與萘形成共沸系混合物。特別是硫茚與萘形成萘－硫茚系是難分離的，它們形成固液體。其它伴生物與萘形成共晶體。在結(jié)晶分離過程中，它們與萘是建立在固相與液相之間的平衡關(guān)系上。因此，僅僅通過一段簡單的結(jié)晶過程，不可能從粗萘中分離出不含有與萘形成固液體化合物的萘。為了分離這些混合物，需要多次結(jié)晶分離過程。除了萘與雜質(zhì)在固相和液相中建立的平衡關(guān)系外，還由于晶體通過不同方式對母液的吸附作用。即晶體表面形成一層母液膜，以吸附層形式