1.煤焦油种类

煤焦油是煤在干馏和汽化过程中获得的液体产品。根据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油：低温(450～650℃)干馏焦油、低温和中温(600～800℃)发生炉焦油、中温(900～1000℃)立式炉焦油、高温(1000℃以上)炼焦焦油。

不同的焦油在组成上有很大差异，中温、低温焦油含酚高。在煤焦油加工利用方面，除了一些专门加工低、中温焦油用来生产甲酚等产品的焦油加工厂，绝大多数的焦油加工厂只加工高温煤焦油。高温煤焦油主要是由芳香烃组成的复杂混合物，炭素工业用煤沥青一般均由高温煤焦油加工而获得，用量最大的是粘结剂沥青。

2.高温煤焦油资源及利用

最有代表性、产量最大，用途最广的是高温煤焦油，下面讨论的煤焦油均指高温煤焦油。

煤焦油是炼焦的副产品，其产量与焦炭产量密切相联。我国焦炭产量快速增长，2005年总产量达到23281万吨，其中机焦炉生产焦炭已超过20000万吨，不能回收煤焦油的土焦、改良焦等落后炼焦工艺产焦炭仍高达3000万吨左右，煤焦油产量约800万吨左右。随着国家产业结构的调整，推行循环经济，实现对资源的综合利用，我国将彻底淘汰落后炼焦工艺，预计2010年我国煤焦油产量将超过1000万吨。煤焦油产量的增加，带动了煤焦油工业。

并不是所有煤焦油都用来加工，在以下几个方面被直接消耗掉了。

(1)2005年全国炭黑产量约160万吨，有相当数量的煤焦油被作为炭黑原料。

(2)由于石油及其产品价格居高不下，煤系燃料油作为石油重油的替代品需求量增长迅猛，有的地区和企业煤焦油不进行加工，直接用来调配燃料油。

(3)另一个方面是煤焦油出口，2005年我国出口煤焦油23.54万吨。

受以上因素影响，我国煤焦油加工量远远低于煤焦油的产量，煤沥青是煤焦油加工的大宗产品，其产量也受到影响。

沥青市场紧张的原因主要是价格问题，如果价格台理，焦油加工企业可以调整产品路线，多产沥青，从数量上完全可以满足市场需求 。

黏结剂沥青（pitch for binder）是指能将炭制骨料及粉料粘结到一起、混捏后形成可塑性糊料的沥青。这种可塑性糊料在适当温度下易于成型制得生坯，黏结剂沥青焙烧后残留较多的焦炭并将炭质骨料及粉料结合成焙烧电极 。

1.煤焦油蒸馏与中温沥青

中温沥青是煤焦油蒸馏的残余物，在过去很长一段时间，我国石墨电极生产是用中温沥青作为粘结剂的，仍然以中温沥青为主。从粘结剂的立场考虑，研究煤焦油蒸馏对中温沥青性能的影响是很有意义的。

2.煤焦油蒸馏前的准备

(1)焦油质量的均合

对于焦油加工厂来说，焦油最重要的性质是喹啉不溶物(QI)、水和灰分含量，因为它们会影响焦油蒸馏操作稳定和蒸馏残液沥青的质量。

所有的焦油加工厂都不会加工一座焦炉(或一个焦化厂)产的焦油，不同来源的焦油在组成、比重、QI、水和灰分等方面均有较大差别。焦油QI含量波动大于1.5%，中温沥青QI含量波动在3%左右，对其应用和改质沥青生产会带来不利影响。焦油在加工前进行均质，是非常有意义的。

(2)焦油的脱水、脱渣

焦油在蒸馏前必须除去水分和所含的盐类，因为它们对焦油蒸馏过程及产品的质量是有害的。

焦油中含有大量水时，灰分会增加。当焦油的水分达4%时，灰分波动于0.08～0.09之间，当含大量的水量，灰分可增加到0.12～0.14%，这使焦油不适合用于制取电极用粘结剂沥青。

焦油中的盐类不出去，会腐蚀蒸馏设备，焦油脱盐是在焦油最终脱水之前加入8～12%的碳酸钠溶液。加入的钠在焦油蒸馏时完全残留在沥青中变成灰分，若除去0.1克/公斤焦油中的固定铵盐，沥青灰分约增加0.08%。沥青中的钠离子对炭素制品生产是不利的。

(3)煤焦油中含有少量的机械杂质，来源于煤炼焦时碳化室的耐火材料、煤粉、焦粒等。这部分机械杂质在焦油蒸馏时全部残留的沥青里，这部分固体物质在沥青的组成中以QI形式存在，并称为携带QI，对煤沥青的应用是不利的。

3.间歇式焦油蒸馏

焦油间歇蒸馏有常压蒸馏和减压蒸馏两种流程，为装料、加热、分馏和排放沥青等操作依次周期性进行的蒸馏过程。

间歇蒸馏由于物料保温时间长，生产的中温沥青树脂含量高，沥青产率也高，可达60%。问歇蒸馏结束后，可对蒸馏残液(中温沥青)继续进行加热处理，直接得到软化点为100～115℃的改质沥青。

间歇焦油蒸馏一般不进行脱盐操作，沥青中钠离子含量明显降低。但是各周期所生产的中温沥青软化点波动范围相对大一些。由于间歇蒸馏存在各馏分质量不易控制、主要化工产品收率低、能耗高、加工能力低等缺点，限制发展。

4.连续式焦油蒸馏

连续式焦油蒸馏工艺流程有多种，国内外差异较大，不同工艺流程得到的煤沥青质量也存在一定差异。

(1)国内连续式焦油蒸馏工艺也有多种方式，区别主要在于化工产品的提取和分离上，中温沥青的生产基本相同。

经静止脱水后的焦油，用一段泵送至管式加热炉对流段(或专用焦油加热器)，在泵前加入8～12%的碳酸钠溶液进行脱盐，至此，焦油被加热到120～130℃进入一次蒸发器进行最终脱水，塔顶蒸出的100～110℃轻油和水经冷凝冷却后进入油水分离器进行油水分离。塔底脱水后的焦油流入无水焦油槽，由二段泵送至管式加热炉的辐射段加热至380～400℃后进入二次蒸发器，塔底排出中温沥青，其余组分进入下道工序提取后种化工产品。

这种工艺制取的中温沥青与间歇式蒸馏相比，由于在高温下停留时间短(约15分钟)，其甲苯不溶物含量低；由于最终脱水前加入碳酸钠脱盐，不同程度含有钠离子。其优点是软化点容易控制(可以控制在5℃范围内)，为改质沥青生产的稳定打下了基础，是国内普遍采用的一种工艺。

(2)国外工业发达国家连续蒸馏流程比较完善，主要在节能、环保方面不断改进。

有以下几种流程对沥青质量起到了改进作用。

a、逐渐加热焦油的连续蒸馏，采用这种工艺的主要有吕特式焦油连续蒸馏和考伯斯式焦油连续蒸馏。

b、带沥青循环的焦油蒸馏，这种焦油蒸馏工艺在美国、法国和英国都有装置在运行。

c、煤焦油的改质处理生产优质沥青，典型的方法是切里-特(CHERRY--T流程)法。这几种焦油蒸馏方法除具节能等特点外，还具有沥青在较高温度下保温时间长，能生产B-树脂含量高的粘结剂沥青。以CHERRY--T法为例，焦油在0.9Mpa压力400℃温度下保温5h，使不稳定组分发生聚合可以得到B-树脂含量24%左右的优质粘结剂沥青。

d、切取沥青后加碱工艺，法国IRH公司焦油蒸馏技术。这种工艺是加碱脱盐在切取沥青以后进行，因此沥青不会在生产过程当中增加钠离子，有利于提高沥青的质量 。

1.控制钠离子在沥青中的含量

煤沥青中钠离子主要来源于煤焦油蒸馏加入的碳酸钠，焦油蒸馏加碱量与焦油中固定铵盐含量成正比，而焦油中固定铵盐含量随焦油中水分增加而增加。主要有以下几种控制方法。

(1)焦油蒸馏前静置脱水时，采用药剂脱水工艺，降低进入蒸馏系统焦油的水含量，降低焦油固定铵盐含量，同时也减少了碳酸钠的加入量。

(2)蒸馏前，焦油用超级离心机进行脱水、脱渣处理，可降低焦油进入蒸馏系统中的含水量。

(3)引进先进技术，山西焦化厂引进法国焦油蒸馏工艺，加碱是在焦油蒸馏切取沥青以后进行的。

2.控制粘结剂沥青的机械杂质

沥青中机械杂质对炭素制品的生产不利。国家对环境的需求越来越严格，各炼焦厂采用无烟装煤，使一部分煤尘、焦粉混入煤焦油，如果焦油蒸馏前不除去，将进入沥青当中。就煤沥青质量指标和检验方法来看，沥青中的QI中包括机械杂质，具体数值体现不出来。工业发达国家煤焦油蒸馏前普遍采用超级离心机进行脱渣，除去焦油中的机械杂质。我国已有多家焦油加工厂采用了这种脱渣技术，并在国内逐渐推广应用，焦油进行脱渣处理后，明显减少了煤沥青中得机械杂质，使其内在质量明显提高。

3.开发新产品提高沥青的内在质量

随着炭索生产技术装备水平的提高，炭素制品质量的提高和种类的增加，对煤沥青的质量提出了更高的要求。煤沥青的出口，也要求生产高质量的粘结剂沥青。煤沥青生产企业在沥青产品的开发，质量指标的完善等方面做了很多工作。

(1)满足用户需要，开发特种沥青。

我国石墨电极生产厂家很多，各厂技术装备水平差距很大，对粘结剂沥青的要求不同。针对这种市场需求，相继开发了特种中温沥青和特种沥青等。

(2)煤沥青的指标不断完善。

炭素制品性能的不断提高，要求粘结剂沥青质量不断完善，对粘结剂沥青的粘度、蒸馏程等指标提出要求。煤沥青生产企业在工艺控制上积极去改善粘结剂的这些性能，并完善化验手段，煤沥青的内在质量不断提高 。

改质沥青用途

改质沥青用于电解铝行业生产预焙阳极块，制造高功率电极棒，也可作为电极黏结剂。

改质沥青包装

编织袋装、散装 。