煤焦油,又稱為煤膏,煤餾油、煤焦油溶液??雌饋硎且环N黑色的液體,具有著可溶性,有一股難聞的臭味,這就是煤焦油的最基本的特征。由煤在隔絕空氣加強熱時干餾制得,其產(chǎn)量約占裝爐煤的3%~4%。
煤焦油一般作為加工精制的原料以制取各種化工產(chǎn)品,也可直接利用,如作為工業(yè)型煤、型焦和煤質(zhì)活性炭用的粘結(jié)劑的配料組分,還可用作燃料油、高爐噴吹燃料以及木材防腐油和燒炭黑的原料。
原料煤性質(zhì)、焦?fàn)t結(jié)構(gòu)和狀況以及煉焦的壓力和溫度制度,對煤焦油的產(chǎn)率、性質(zhì)和各組分含量有很大影響。煤炭一次熱分解析出的揮發(fā)分組成和產(chǎn)率主要受煤炭性質(zhì)的影響,原料煤揮發(fā)分越高,煤的軟化溫度越低,形成膠質(zhì)體的溫度區(qū)間越大,則煤焦油產(chǎn)率越高,煤焦油元素組成中氫的比例越大。但二次熱分解可使煤質(zhì)差別的影響減弱,以至煤焦油的最終組成和性質(zhì)主要取決于二次熱分解的條件。
對固體煤焦油的各餾分都進行進一步的加工,就可以分離出多種產(chǎn)品,而目前所能提取出的產(chǎn)品主要包括:
①萘:可以用來制取鄰苯二甲酸酐,還可以用來生產(chǎn)樹脂、工程塑料、燃料、油漆以及醫(yī)藥等產(chǎn)品。
②酚以及其同系物:可以用來生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料中間體以及炸藥等。
③蒽:這種物質(zhì)是固體煤焦油中提煉的產(chǎn)物,可以用來制成蒽醌燃料、合成鞣劑以及油漆等。
④菲:這是蒽的同分異構(gòu)體,在固體煤焦油中的含量僅次于萘,其用途很多,而且產(chǎn)量也比較大,但是仍然等待著進一步的開發(fā)和利用。
⑤咔唑是生產(chǎn)染料、塑料和農(nóng)藥的重要原料。
⑥瀝青是固體煤焦油蒸餾后所剩的殘液,是多種多環(huán)高分子化合物的混合物,可以應(yīng)用于屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等,是用途非常廣泛的一種材料。
煤焦油深加工過程包括蒸餾前的預(yù)處理脫鹽、脫水;初步蒸餾和進一步蒸餾等過程。根據(jù)煤焦油組成、產(chǎn)品種類及純度要求不同有多種分離方案及流程。
典型的國外煤焦油加工有3種模式:
一是全方位多品種,提純和配制各種規(guī)格和等級的產(chǎn)品;
二是在煤焦油加工產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,向著精細化工、染料、醫(yī)方面延伸的深加工產(chǎn)品;
三是重點加工瀝青類產(chǎn)品。
第一種模式的代表是德國呂特格公司。從焦油中分離、配制的產(chǎn)品有220多種,萘有4個級別,樹脂有5個級別,蒽有7個級別,瀝青粘結(jié)劑及浸漬料有20個級別。可以根據(jù)市場要求,在同一裝置上,改變操作參數(shù),生產(chǎn)不同級別的產(chǎn)品,達到裝置的多功能性。
第二種模式的代表是日本的住金化學(xué),僅對煤焦油中純化合物進行提純或延伸,試制和生產(chǎn)的產(chǎn)品有180種,如酚類衍生物有21種,喹啉及衍生物有32種,萘衍生物有60種。
煤焦油是一種高芳香度的碳氫化合物的復(fù)雜混合物,絕大部分為帶側(cè)鏈或不帶側(cè)鏈的多環(huán)、稠環(huán)化合物和含氧、硫、氮的雜環(huán)化合物, 并含有少量脂肪烴、環(huán)烷烴和不飽和烴,還夾帶有煤塵、焦塵和熱解炭。剛回收的煤焦油還含有5%左右的溶有多種無機鹽和其他雜質(zhì)的水分。由于有顆粒極細的熱解炭的存在, 水分往往和油形成穩(wěn)定的乳化液。煤焦油的絕大多數(shù)組分熔點較高, 但由于大量單體化合物互相溶解而形成低共溶混合物, 使煤焦油在常溫下仍呈液體狀態(tài)。
煤焦油的許多組分還組成大量多元共沸體系, 給蒸餾分離造成很大困難。高溫煤焦油含有1萬多種化合物, 按化學(xué)性質(zhì)可分為中性的烴類、酸性的酚類和堿性的吡啶、喹啉類化合物。
1819年,英國人加登 (Garden) 和布蘭德 (Brand) 在煤焦油中發(fā)現(xiàn)了萘, 這是在煤焦油中發(fā)現(xiàn)的第一個化合物。以后主要是英國和德國的科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)了蒽、酚、苯胺、喹啉、吡啶、芘和?等。到1972年已鑒定出480種化合物,其含量共占煤焦油質(zhì)量的55%,其中中性化合物174種,酸性化合物63種,堿性化合物113種,其余為稠環(huán)和含氧、硫的雜環(huán)化合物。
煤焦油的用途具體如下:
(1)萘:用來制取鄰苯二甲酸酐,供生產(chǎn)樹脂、工程塑料、染料、油漆及醫(yī)藥用等。
(2)酚:酚及其同系物生產(chǎn)合成纖維、工程塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料中間體、炸藥等。
(3)蒽:制蒽醌燃料、合成揉劑及油漆。
(4)菲:蒽的同分異構(gòu)體,含量僅次于萘,有不少用途,由于產(chǎn)量大,還待進一步開發(fā)利用。
(5)咔唑:染料、塑料、農(nóng)藥的重要原料。
(6)瀝青:焦油蒸餾殘液,為多種多環(huán)高分子化合物的混合物。用于制屋頂涂料、防潮層和筑路、生產(chǎn)瀝青焦和電爐電極等。
1、本品為外用制劑,切勿內(nèi)服,并不得接觸眼部和避免日光照射。本品性狀發(fā)生改變時禁止使用。用后應(yīng)擰緊瓶蓋,防止污染變質(zhì)。本品可能會污染衣物,應(yīng)予注意。
2、連續(xù)使用一周不見好轉(zhuǎn),應(yīng)向醫(yī)師咨詢。涂布部位如有灼燒感、瘙癢、紅腫等,應(yīng)停止用藥,洗凈,必要時向醫(yī)師咨詢。
3、兒童必須在成人監(jiān)護下使用。請將此藥品放在兒童不能接觸的地方。孕婦及哺乳期婦女用藥:關(guān)于懷孕期間使用煤焦油還沒有進行過動物及人體的實驗研究,對于孕婦及計劃懷孕的婦女,在使用本品前,請告知醫(yī)生。對于哺乳期婦女的乳汁影響尚未明確,請遵醫(yī)囑。
4、對于老年患者使用方法和不良反應(yīng)與年輕患者相同。