​炼焦副产品的生成及主要组成

    煤料装入炭化室内,在高温作用下,煤的大分子稠环芳烃结构发生缩合、侧链裂解。主体大分子结构缩合,炭化为焦炭。裂解的产物沿炉墙和焦炭层及尚未炭化的煤料间隙向上逸出,受赤热的炉墙、焦炭和炉顶空间的高温作用,发生二次裂解并芳构化,形成单环、双环及多环芳烃和甲烷、氢气等。由于炉顶空间温度高达700℃左右,二次裂解的产物皆以气态进入上升管。

    荒煤气冷却后,其中沸点较高的物质冷凝为液态称为焦油。焦油对干煤的产率约3.5%~4%。其主要组成为芳香烃及其衍生物,焦油中有上万种有机化合物送往焦油精制装置,可分离出各种有用的化工产品。目前技术可行且具有经济性的产品可达上百种乃至数百种。主要的大宗产品有酚类、萘、沥青及轻油、酚油、洗油、蒽油等馏分。这些馏分还可以进一步地分离提纯出各种有用的产品。由于煤焦油价廉易得,因此到目前为止,仍是有机化工所需的芳香烃特别是多环芳烃的重要来源

    在荒煤气冷却时,除焦油冷凝析出外,绝大部分的水汽也冷凝析出。由于氨在水中有较大的溶解度,因此该水中含有约2~4g/L的氨,故称之为氨水。为有别于以较固定的流量在焦炉上升管喷洒的循环氨水,这些不断随炼焦过程产生的多余出来的氨水称为剩余氨水。氨水中除溶有氨及铵盐外,还溶有硫化氢、氰化氢、CO等。

    冷却分离出焦油、氨水后的煤气称为粗煤气,其中含有约5 ~8g/m3的硫化氢、约4~9g/m3的氨、约1~2g/m3氰化氢、约25~40/m3的苯族烃。硫化氢、氰化氢和氨在燃烧时将生成二氧化硫和氮氧化物,污染大气,因此必须予以去除。并且煤气中氨的存在,会腐蚀粗苯系统的设备,通常认为不宜大于0.1g/m3。煤气中的苯族烃为重要的化工原料,可通过洗油吸收、脱苯蒸馏予以回收,获得粗苯(或轻苯、重苯)。粗苯精制可得苯、甲苯、二甲苯及古马隆-茚树脂、重苯溶剂油等产品。

    焦炉煤气净化就是分离出有用的产品,去除有碍煤气使用的物质的过程。