焦油喹啉不溶物的高低直接关系到焦油沥青的质量，焦油沥青的深加工要求喹啉不溶物越低越好，因此为了改善煤焦油脱渣和脱水，国内外都进行了广泛研究，已经提出的改进方法有：静置沉降分离，过滤和热过滤，离心分离，用表面活性剂处理，超声波技术以及用蒽油稀释等。煤焦油预处理净化所采用方法各有其优缺点：静置沉降分离设备投资小，工艺简单，但占地面积大，清渣非常困难，不适合环保要求；热熔过滤净化效果较好，工艺较简单，但对滤网要求苛刻，通常难于达到，必须加压处理，运行费用较高，也不宜采用。溶剂萃取处理投资小，净化效果较好，但溶剂用量大，工艺能耗大。在国内已工业化的技术中，离心分离机技术较为简单实用，并在生产中得到了广泛应用。因此本文采用离心分离技术脱出攀钢煤焦油中100μm以上的原生喹啉不溶物和水分进行了研究，结果表明，采用离心分离处理后煤焦油除渣率≥90%，得到焦油含渣量≤0.3%，含水≤2.0%。
1 试验条件
1.1 仪器和试剂
N，N-二甲基甲酰胺，分析纯；
100μm过滤网；
钢制漏斗，内径40mm；
集热式恒温磁力搅拌器；
ZXZ-1型旋片式真空泵；
LDJ-5C型离心式加热恒温原油水分测定仪（转速4000r/min，分离因数4690G）。
1.2 试验方法
将加热到80℃的煤焦油放入恒温离心机中离心，采取在不同转速离心，在不同离心时间后，在过滤网中过滤，分析脱除煤焦油原料中杂质的效果。
试验步骤：
将过滤网在N，N-二甲基甲酰胺中浸泡24h，然后取出晾干，烘干，恒重备用。
将煤焦油倒入1000ml烧杯并在恒温油浴中加热到80℃，不断搅拌，恒温30min，然后倒入离心管，并放入加热到80℃离心机中，以不同转速、不同离心时间离心分离。
待离心机停止转动后取出离心管，去除上层约1/5水层，取中间2/5～4/5倒入100ml烧杯中（如果需要量大可同时离心几个），称重。然后倒入夹好过滤网的钢制漏斗中，抽滤。
待抽滤完成，用60ml的热喹啉冲洗烧杯和漏斗，直至无明显颜色变化。取出滤网，烘干恒重。
1.3 煤焦油中喹啉不溶物粒度分析
为了便于确定离心机的操作参数，为实验及工业化提供依据，对煤焦油中喹啉不溶物粒度分布情况进行了统计分析。
试验设备：RISE-2008型激光粒度分析仪。
仪器工作条件：以He-Ne气体激光作为光源，波长为0.6328μm，探测器检测角是135°，超声系统的功率是100W，样品分散池容积为400ml，搅拌速度在0～3000r/min的范围内，测量范围为0.02～1200μm，准确性误差＜±3%，重复性偏差＜±3%。
分析方法：打开仪器，将仪器预热15min后，向仪器分散池内注入约350～400ml去离子水，打开循环系统，使整个系统充满去离子水，排出系统内气泡，以水为分散剂进行测量。搅拌速度设置为50r/min，超声时间为5min。待仪器基线平稳后，向分散池中加入约0.02gQI，进行测定。
粒度分析表明，攀钢煤焦油原生喹啉不溶物中，粒径小于10μm的占98.86%，其中1～2μm的占到55.72%，2～3μm的占到16.57%，3～10μm占4.38%，200～1000μm占1.14%，由于离心机分离主要脱除100μm以上微粒，因此通过离心净化分离，喹啉不溶物的脱除率不会超过1.14%（按颗粒数量计），对煤焦油的原生喹啉不溶物含量影响不大。攀钢煤焦油原生喹啉不溶物含量为1.35%（质量分率，下同），离心净化之后，经实测，煤焦油的原生喹啉不溶物含量为1.10%。
2 离心机转速对焦油除渣效果的影响
离心机以不同转速离心后，在100μm的过滤网中过滤，分析脱除煤焦油原料中杂质的效果。离心机转速对除渣效果的影响如下：
| 转速（r/min） | 未离心 | 2100 | 2400 | 2700 | 3000 |
分离因数（G） | 0 | 1293 | 1688 | 2137 | 2638 |
滤网（g） | 0.3002 | 0.3129 | 0.3016 | 0.3087 | 0.2994 |
煤焦油（g） | 274.18 | 254.1 | 241.5 | 278.3 | 249.54 |
杂质（干）+滤网（g） | 0.9848 | 0.3840 | 0.3390 | 0.3455 | 0.3281 |
杂质（干）(g) | 0.6846 | 0.0711 | 0.0374 | 0.0368 | 0.0287 |
杂质（干）/100g焦油 | 0.2497 | 0.0280 | 0.0155 | 0.0132 | 0.0115 |
100μm渣脱除率（%） | 0 | 88.8 | 92.8 | 94.7 | 95.4 |
由上表中数据可以看出，当离心速率为2400r/min（分离因数1688G）时，大于100μm杂质脱除率达到93.8%，因此通过离心分离可以达到除渣目的。该数据与国内等实际工业相比，分离因数偏低（例如上海某钢厂离心机一般在分离因数2700G左右工作），这主要是因为：一方面，攀钢焦油渣中100μm以上杂质的粒径主要集中在300～900μm范围，而在100μm附近基本没有杂质，由于微粒直径大，在较低的分离因数下即可实现分离；另一方面，攀钢焦油明显较清，不如其它厂焦油粘稠，这也使离心分离所需要的转速低些。
3 离心机转速对焦油脱水效果的影响
实验中的焦油水分约4.0%，经过充分搅拌之后再进行试验的。不同转速下焦油脱水情况如下：
| 转速（r/min） | 1800 | 2400 | 3000 | 4000 |
分离因数（G） | 950 | 1688 | 2638 | 4690 |
煤焦油质量（g） | 411.50 | 414.14 | 410.13 | 445.73 |
水含量（%） | 4.00 | 4.00 | 4.00 | 4.00 |
离心后水含量（%） | 1.58 | 1.09 | 1.00 | 0.92 |
脱水率（%） | 60.5 | 72.75 | 75.00 | 76.74 |
由上表可以看出，含水量为4%的煤焦油转速3000r/min（分离因数2638G）时脱水率达到75%，含水1.00%，能够达到含水量小于2.0%的要求。可能因为水是实验之前加入的，分散程度低（与焦油结合程度稍低），较易脱除，以致与工业离心机实际数据相比，含水量稍微偏低。
4 离心时间对焦油除渣效果的影响
除渣效果与离心时间或停留时间有关，离心时间越长，除渣效果越好。固定转速3000r/min，考察不同离心时间对除渣的情况，结果如下：
| 离心时间（s） | 离心温度（℃） | 称取焦油量（g） | 喹啉不溶物量（g） | 喹啉不溶物含量（g) |
0 | 70-80 | 1.0931 | 0.01476 | 1.35 |
30 | 70-80 | 1.0940 | 0.01203 | 1.10 |
60 | 70-80 | 0.7514 | 0.00796 | 1.06 |
120 | 70-80 | 1.1388 | 0.01036 | 0.91 |
240 | 70-80 | 0.9786 | 0.00842 | 0.86 |
结果表明，离心机时间越长，除渣效果越好。
5 结论
（1）离心时间越长，离心速率越高除渣效果越好，焦油含喹啉不溶物越低。
（2）离心速率达到3000r/min时焦油水分可降到1%，离心速率再提高，焦油水分脱除效果不大。
