乙烯裂解焦油是乙烯裂解原料在蒸汽裂解過中原料及產(chǎn)品高溫縮合的產(chǎn)物。乙烯裂解焦油組成極其復雜,其中含量較高的茚、甲茚及其同系物,萘 、甲基萘、乙基萘、二甲基萘以及蒽、厄 、菲等組分均為有機化工合成重要原料。
乙烯焦油是烴類裂解生產(chǎn)乙烯得到的副產(chǎn)品,可用于生產(chǎn)碳黑原料,也可作工業(yè)鍋爐燃料。裂解焦油是裂解過程中的一種副產(chǎn)品 ,產(chǎn)量約占乙烯產(chǎn)量的 1/5 。國外裂解焦油主要用作生產(chǎn)炭黑的原料。我國裂解焦油主要用于生產(chǎn)道路瀝青 ,也作為燃料使用 ,只有很少部分裂解焦油利用引進的裝置生產(chǎn)炭黑 ,在國內(nèi)延遲焦化裝置上的應用。整體上綜合利用率不高,產(chǎn)品附加值有待提高。
從乙烯焦油中提取萘及其系列產(chǎn)品
在乙烯焦油的輕餾分中含有大量的萘及同系物,特別是對于乙烯裝置的輕焦油比例數(shù)值較大的,如果從輕焦油中提取萘及系列產(chǎn)品,其收率更高,經(jīng)濟效益更好。為了從焦油中提取萘,可以利用其特性從混合物中分離出來,萘的常壓沸點為218℃ ,冰點為80.5℃ ,α-甲基萘沸點245℃,凝點為一30.5℃ ,β-甲基萘沸點241℃、凝點34.6℃ ,萘、β-甲基萘與分子量相同或相近的其他烴類相比,有異常高的凝固點。利用這一特性,就可以將它們從混合液分離出來,工業(yè)上通常采用精餾、結(jié)晶、重結(jié)晶的聯(lián)合工藝從焦油中得到純凈的萘、α-甲基萘、β-甲基萘等重要化工產(chǎn)品。
用乙烯焦油的輕組份合成石油樹脂
乙烯焦油中的120~300℃餾分可以做為合成石油樹脂的原料,杭州化工實驗廠在1984年就已經(jīng)開發(fā)生產(chǎn),國內(nèi)有多家化工廠都相繼投產(chǎn),這種用寬餾分生產(chǎn)的石油樹脂顏色較深,產(chǎn)品在國際市場上價格較低。近年來青島琴波化工廠利用140~220℃ 窄餾分 做原料,聚合前加入定量的祛色劑,再加入定量的抗氧劑,從而得到超淺色石油樹脂 這種樹脂具有廣泛的應用領域和良好的經(jīng)濟效益 。青島琴波化工廠已建成生產(chǎn)3000t/a的超淺色高級石油樹脂的生產(chǎn)裝置,其質(zhì)量已趕上或超過了國外同類產(chǎn)品,這種樹脂是高級油墨、油漆、粘合劑等理想原料,在國際市場上價格很高,約為1美元/磅(18280元/t),因此,這對輕焦油的窄餾分開發(fā)是個有益的啟發(fā)。
制取碳纖維瀝青及碳纖維
乙烯焦油中加入10Wt%左右的無水AlCl3后,可在<300℃的溫度條件下進行催化縮聚反應;進一步熱縮聚就能得到各向異性組織發(fā)育良好的中間相瀝青,其總碳化收率可達30-40Wt% 。在高性能中間相瀝青碳纖維的制備過程中,中間相瀝青的調(diào)制是一個關鍵性的步驟。中間相瀝青的分子結(jié)構(gòu)和流動特性決定著它的成纖性能、纖維結(jié)構(gòu)及最終的力學性能近些年來又出 現(xiàn)了用Alcl3和BF3為催化劑,對多種石油重質(zhì)油和煤焦油組分進行改質(zhì)處理, 經(jīng)縮聚反應,得到了各向異性組織發(fā)達的高可溶性中間相瀝青。
從乙烯焦油生產(chǎn)針狀焦的研究
從1978年Shell公司首次采用乙烯焦油為原料在工業(yè)裝置上生產(chǎn)出了針狀焦產(chǎn)品 。由于乙烯焦油的特殊性,此項技術(shù)被高度保密,盡管許多學者在實驗室進行了加氫等研究 ,但由于成本太高及工藝條件的苛刻要求均不能實現(xiàn)工業(yè)化。我國從70年代末開始了針狀焦生產(chǎn)技術(shù)的研究與開發(fā),并以熱裂化渣油和催化裂化澄清油為原料在工業(yè)裝置上生產(chǎn)出了合格的針狀焦產(chǎn)品。而在以乙烯焦油為原料生產(chǎn)針狀焦的中型試驗研究中,發(fā)現(xiàn)爐管嚴重結(jié)焦.裝置被迫停工,所得焦炭的CTE值為3.10×10-5 /℃無法得到CTE值合格(<2.60×10-6/℃)的針狀焦產(chǎn)品。