煤焦油深加工包括焦油蒸馏、馏分洗涤分解、工业萘、改质沥青、粗酚精制等。回收煤气发生炉煤焦油蒸馏工艺流程较多，按蒸馏塔的操作压力可分为减压蒸馏、常压蒸馏和常减压蒸馏流程。
减压蒸馏
蒸馏过程由脱水和馏分蒸馏组成。其流程为在常压下进行脱水，然后焦油在分馏塔内进行减压蒸馏。该工艺煤气消耗量低；余热利用充分；萘馏分集中度高；由于在负压下操作，气体泄露少，有利于环境保护；但减压蒸馏设备要求严格，投资高，且目前国内技术不成熟，需引进技术。
常减压蒸馏
其流程脱水在常压下进行，对沸点较低的酚馏分和萘馏分进行常压蒸馏，对沸点较高的馏分进行减压蒸馏。该工艺萘馏分高度集中，可达95％以上，分离效果好，萘油馏分中萘含量可达90％，蒸馏效率高，馏分切取精细，减少后续深加工的重复蒸馏过程，节省能耗；由于蒸馏在负压下操作，气体泄露少，有利于环境保护。但该工艺流程复杂、投资高，且目前国内技术不成熟，需引进技术。
常压蒸馏
其流程为焦油在一段蒸发器内进行脱水，然后自二段蒸发器蒸出的混合馏分入分馏塔进行常压蒸馏，切取馏分。该工艺具有工艺成熟、技术可靠、工艺简单、投资低、产品质量好等优点，尾气采用集中洗涤，环保效果好，是目前国内广泛采用的流程。
对煤焦油进行的深度加工工艺，生产出更多的下游产品称为“煤焦油深加工”。煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物，含有1万多种化合物，可提取的约200种，目前，有利用价值并且可提取并经济合理的约50种，其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、沥青等系列产品是合成塑料、合成纤维、农药、染料、医药、涂料、助剂及精细化工产品的基础原料，也是冶金、合成、建设、纺织、造纸、交通等行业的基本原料，许多产品是石油化工中得不到的，因此，回收煤气发生炉煤焦油深加工可促进这些行业的发展。并且提高资源利用率，有利于环境保护，发展循环经济。
中低温煤焦油经过脱水、加热、分馏等加工过程可以得到不同温度的粗酚、柴油、沥青和渣油等。粗酚经过汽提可得到固体酚，酚的用途很多，主要用于生产耐火材料及医学药物等。柴油经过水洗、碱洗过程，调整其抗氧化性，可直接用作机车的燃料油。沥青在固化后可以增加其硬度、亮度，只要延展性能达到要求就可用来铺路，也可以用来合成塑料、橡胶等。渣油可作为原料再次进行催化裂化得到不同用途的油品。回收煤气发生炉煤焦油自身有很多化合物，它们是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料，也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。
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