提高蒸馏温度改善洗油品质的实验研究

谷小虎，杨帅远，林雄超

（1.中国平煤神马集团 炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室，河南 平顶山467000；2.河南开炭新材料有限公司，河南 许昌461000；3.中国矿业大学（北京），北京100083）

引 言

洗油为焦油蒸馏时230 ℃～300 ℃馏分，产率一般为无水焦油质量的6%～8%，基本物理性质如下：沸程230 ℃～300 ℃，平均沸点265 ℃，相对分子质量145，密度1 040 kg/m3～1 060 kg/m3。利用毛细管气相色谱，可从洗油中分析出149 种组分[1-3]。

洗油主要用于洗涤吸收煤气中的苯族烃、溶剂法生产针状焦用溶剂油、提取喹啉类化合物、酚类化合物、甲基萘、二甲基萘、萘、吲哚、联苯、苊、氧芴和芴等，其中洗涤吸收煤气中的苯族烃为主要应用方向，但是洗油产品270 ℃前馏出量、密度和萘含量指标不易达到国标水平，影响洗油品质[4-5]。

洗油活性组分（230 ℃～270 ℃馏分）馏程的收窄与馏分塔塔底循环物料的温度有直接关系，塔底循环物料温度由向循环物料提供热量的管式加热炉决定，因此，管式加热炉出口温度对洗油活性组分馏程的收窄至关重要。本文通过在实验室中模拟生产装置进行了洗油沸程及其馏出物的分析研究，得到合适的蒸馏温度，以对生产的关键指标管式炉出口温度的优化提供理论依据。

1 实 验

1.1 实验原料分析

原料洗油取自河南开炭新材料有限公司。该公司煤焦油蒸馏采用单炉双塔常减压焦油馏分分离工艺，该工艺从馏分塔塔顶采出三混油，最大限度地富集焦油中的萘馏分，生产出的洗油产品萘含量偏高（萘容易结晶堵塞设备，洗油中萘含量不宜过高），且含有较多高沸点的芴、氧芴和蒽，对洗油的产品质量有很大影响。原料洗油各项指标见表1。

表1 原料洗油指标

1.2 实验过程

取洗油600 mL，转移入1 000 mL 蒸馏瓶中，连接好带分馏柱的蒸馏装置，设定数显电加热套控制温度（305 ℃、308 ℃或310 ℃），进行第1 次蒸馏，待无馏出物馏出时，停止加热；将第1 次蒸馏完成时蒸馏瓶中剩余的洗油移入500 mL 蒸馏瓶中，连接好带分馏柱的蒸馏装置，设定数显电加热套控制温度（312 ℃、315 ℃或318 ℃），进行第2 次蒸馏，待无馏出物馏出时，停止加热，检测产品馏出物的水分、密度、馏程以及各组分含量[6-7]。

2 结果与分析

二次蒸馏后洗油实验数据见表2。

表2 二次蒸馏后洗油实验数据

由表2 可知，与原料洗油相比，提高蒸馏温度，洗油产品密度降低，表明分子量变小。提高蒸馏温度，230 ℃前馏出物质量分数逐渐降低至0，270 ℃前馏出物质量分数增加并稳定在95%以上。萘质量分数随一次蒸馏温度的提高而逐渐降低，从7.0%降至3.0%以下；一次蒸馏温度为305 ℃时，产品性能较差，萘含量不达标；一次蒸馏温度为308 ℃和310 ℃时，产品品质相近，二次蒸馏温度为315 ℃和318 ℃时，产品性能优于一次蒸馏温度为305 ℃时的性能。因此，将一次蒸馏温度和二次蒸馏温度分别设置为308 ℃和315 ℃比较适宜。

洗油中各组分吸收苯族烃的能力大小为：甲基萘＞二甲基萘＞吲哚＞联苯＞苊＞萘＞芴＞氧芴，这是因为液体吸收剂的吸收能力与分子量成反比，洗油平均分子量越接近苯，苯就越容易溶解，洗油吸收能力就越强[8-10]。将一次蒸馏温度308 ℃和二次蒸馏温度315 ℃下制得的洗油样品进行气相色谱分析，结果见图1，图1 中各序号代表的洗油组分及含量见表3。

图1 二次蒸馏后洗油的气相色谱分析

表3 二次蒸馏后洗油组分及含量

从图1 和表3 可以看出，二次蒸馏后洗油样品有效成分甲基萘的质量分数达到51.09%，萘质量分数只有2.4%，无酚类化合物，是一种高质量的洗苯溶剂。

3 结 论

实验条件下，提高一次蒸馏温度与二次蒸馏温度，可以明显改善洗油质量，当一次蒸馏温度为308 ℃，二次蒸馏温度为315 ℃时，洗油质量如下：230 ℃前馏出物质量分数为0，270 ℃前馏出物质量分数大于96.0%，密度为1 035 kg/m3，作为洗苯溶剂的有效成分甲基萘的质量分数达到51.09%，萘质量分数小于3.0%，无酚类化合物，水分为0。