提高蒸餾溫度改善洗油品質的實驗研究

谷小虎，楊帥遠，林雄超

（1.中國平煤神馬集團 煉焦煤資源開發及綜合利用國家重點實驗室，河南 平頂山467000；2.河南開炭新材料有限公司，河南 許昌461000；3.中國礦業大學（北京），北京100083）

引 言

洗油為焦油蒸餾時230 ℃～300 ℃餾分，產率一般為無水焦油質量的6%～8%，基本物理性質如下：沸程230 ℃～300 ℃，平均沸點265 ℃，相對分子質量145，密度1 040 kg/m3～1 060 kg/m3。利用毛細管氣相色譜，可從洗油中分析出149 種組分[1-3]。

洗油主要用于洗滌吸收煤氣中的苯族烴、溶劑法生產針狀焦用溶劑油、提取喹啉類化合物、酚類化合物、甲基萘、二甲基萘、萘、吲哚、聯苯、苊、氧芴和芴等，其中洗滌吸收煤氣中的苯族烴為主要應用方向，但是洗油產品270 ℃前餾出量、密度和萘含量指標不易達到國標水平，影響洗油品質[4-5]。

洗油活性組分（230 ℃～270 ℃餾分）餾程的收窄與餾分塔塔底循環物料的溫度有直接關系，塔底循環物料溫度由向循環物料提供熱量的管式加熱爐決定，因此，管式加熱爐出口溫度對洗油活性組分餾程的收窄至關重要。本文通過在實驗室中模擬生產裝置進行了洗油沸程及其餾出物的分析研究，得到合適的蒸餾溫度，以對生產的關鍵指標管式爐出口溫度的優化提供理論依據。

1 實 驗

1.1 實驗原料分析

原料洗油取自河南開炭新材料有限公司。該公司煤焦油蒸餾采用單爐雙塔常減壓焦油餾分分離工藝，該工藝從餾分塔塔頂采出三混油，最大限度地富集焦油中的萘餾分，生產出的洗油產品萘含量偏高（萘容易結晶堵塞設備，洗油中萘含量不宜過高），且含有較多高沸點的芴、氧芴和蒽，對洗油的產品質量有很大影響。原料洗油各項指標見表1。

表1 原料洗油指標

1.2 實驗過程

取洗油600 mL，轉移入1 000 mL 蒸餾瓶中，連接好帶分餾柱的蒸餾裝置，設定數顯電加熱套控制溫度（305 ℃、308 ℃或310 ℃），進行第1 次蒸餾，待無餾出物餾出時，停止加熱；將第1 次蒸餾完成時蒸餾瓶中剩余的洗油移入500 mL 蒸餾瓶中，連接好帶分餾柱的蒸餾裝置，設定數顯電加熱套控制溫度（312 ℃、315 ℃或318 ℃），進行第2 次蒸餾，待無餾出物餾出時，停止加熱，檢測產品餾出物的水分、密度、餾程以及各組分含量[6-7]。

2 結果與分析

二次蒸餾后洗油實驗數據見表2。

表2 二次蒸餾后洗油實驗數據

由表2 可知，與原料洗油相比，提高蒸餾溫度，洗油產品密度降低，表明分子量變小。提高蒸餾溫度，230 ℃前餾出物質量分數逐漸降低至0，270 ℃前餾出物質量分數增加并穩定在95%以上。萘質量分數隨一次蒸餾溫度的提高而逐漸降低，從7.0%降至3.0%以下；一次蒸餾溫度為305 ℃時，產品性能較差，萘含量不達標；一次蒸餾溫度為308 ℃和310 ℃時，產品品質相近，二次蒸餾溫度為315 ℃和318 ℃時，產品性能優于一次蒸餾溫度為305 ℃時的性能。因此，將一次蒸餾溫度和二次蒸餾溫度分別設置為308 ℃和315 ℃比較適宜。

洗油中各組分吸收苯族烴的能力大小為：甲基萘＞二甲基萘＞吲哚＞聯苯＞苊＞萘＞芴＞氧芴，這是因為液體吸收劑的吸收能力與分子量成反比，洗油平均分子量越接近苯，苯就越容易溶解，洗油吸收能力就越強[8-10]。將一次蒸餾溫度308 ℃和二次蒸餾溫度315 ℃下制得的洗油樣品進行氣相色譜分析，結果見圖1，圖1 中各序號代表的洗油組分及含量見表3。

圖1 二次蒸餾后洗油的氣相色譜分析

表3 二次蒸餾后洗油組分及含量

從圖1 和表3 可以看出，二次蒸餾后洗油樣品有效成分甲基萘的質量分數達到51.09%，萘質量分數只有2.4%，無酚類化合物，是一種高質量的洗苯溶劑。

3 結 論

實驗條件下，提高一次蒸餾溫度與二次蒸餾溫度，可以明顯改善洗油質量，當一次蒸餾溫度為308 ℃，二次蒸餾溫度為315 ℃時，洗油質量如下：230 ℃前餾出物質量分數為0，270 ℃前餾出物質量分數大于96.0%，密度為1 035 kg/m3，作為洗苯溶劑的有效成分甲基萘的質量分數達到51.09%，萘質量分數小于3.0%，無酚類化合物，水分為0。