一種生產針狀焦的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種生產制備針狀焦的方法，具體地說涉及一種采用組合工藝生產高 品質針狀焦的方法。
【背景技術】
[0002] 針狀焦主要用于生廣商功率、超商功率石墨電極，每生廣一噸商功率石墨電極需 要0. 15?0. 30t針狀焦(平均按0. 20t計)，每生產一噸超高功率石墨電極大約需要I. 05t 針狀焦，針狀焦產量是由高功率、超高功率石墨電極的產量決定的，因此電爐煉鋼的產量決 定了針狀焦的需求。隨著鋼鐵時代的發展，廢鋼產量逐漸增加，推動了電爐鋼的發展，必然 增加石墨電極特別是高功率、超高功率電極的用量，針狀焦的需求量也將不斷增加。
[0003] US4178229公開了一種直餾減壓渣油生產優質石油焦的方法，先將減壓渣油轉化 為餾分油和浙青，再進一步將浙青和供氫劑裂化生產優質焦的原料。
[0004] US4235703公開了一種用渣油生產優質焦的方法，該方法先將原料經加氫脫硫、脫 金屬后再經過延遲焦化工藝生產高功率電極石油焦。
[0005] US4894144公開了一種同時制備針狀焦和高硫石油焦的方法，它采用加氫處理工 藝對直餾重油進行預處理，加氫過的渣油分成兩部分分別經焦化后再緞燒制得針狀焦和高 硫石油焦。
[0006] US5286371也公開了直餾渣油加氫處理工藝，加氫反應溫度379-480°C，反應壓力 6.8 MPa-34.4 MPa，處理過的重渣油與催化裂化澄清油混合進入溶劑脫浙青裝置，脫除浙 青后的物流作為針狀焦的原料。
[0007] CN1325938A公開了一種用含硫常壓渣油生產針狀石油焦的方法，在該方法中原 料依次經過加氫精制、加氫脫金屬、加氫脫硫后，分離加氫生成油得到的加氫重餾分油進入 延遲焦化裝置，在生產針焦的條件下得到針焦，加氫精制在反應溫度350-420°C，氫分壓 5. 0?22. OMPa，氫油比50(Tl200Nm3/m3的條件下反應。
[0008] CN103013567A公開了一種由催化油漿生產針狀焦原料的方法，設置保護區和加氫 反應區，催化油漿先進入保護區，吸附掉絕大部分催化裂化催化劑粉末，然后與氫氣混合進 加熱爐，加熱后進入加氫反應區進行加氫處理反應。加氫反應區前設置保護區，可以濾除催 化裂化油漿中夾帶的絕大部分催化裂化催化劑粉末，達到保護加氫主催化劑，實現長周期 運轉目的。
[0009] 以上采用不同方法制備的針狀焦性能仍需要進一步提高，使其能夠用于制備超高 功率的石墨電極。
【發明內容】
[0010] 針對現有技術的不足，本發明提供一種生產針狀焦的方法。該方法制備的針狀焦 具有長寬比高、熱膨脹系數低等優點，適合于用來生產各種石墨電極。
[0011] 一種生產針狀焦的方法，包括如下內容：將原料油裝入焦化釜中，升溫至 350-400°C，溫度達到后以1-30°C /h繼續升溫至420-480°C并恒溫4-16h，優選以5-15°C / h繼續升溫至430-450°C并恒溫6-10h，焦化釜壓力控制為0. 2-3. OMPa，優選0. 5-1. OMPa，恒 溫結束后，焦化釜內殘余的重餾分油經過延遲焦化加熱爐加熱后進入焦炭塔進行裂化、聚 合反應制得針狀焦。
[0012] 本發明方法中，所述的延遲焦化加熱爐采用變溫控制，變溫范圍430-520°C，優選 440-495°C。焦炭塔壓力采用變壓控制，變壓范圍0. 1-3. OMPa，優選0. 5-l.OMPa，焦化循環 比為0. 1-1. 8,優選0. 6-1. 0,焦炭塔充焦時間為24-48h，優選32-40h。
[0013] 本發明方法中，焦化釜生成氣和焦化塔生成氣可以進入分餾塔，分餾出裂化氣、焦 化石腦油、焦化柴油、焦化輕錯油及焦化重錯油。所述的焦化重錯油可以循環回延遲焦化加 熱爐。
[0014] 本發明方法中，所述的原料油可以為煤系原料如除去有害成分喹啉不溶物的煤焦 油或煤焦油浙青，也可是石油系原料如石油重油、乙烯焦油、催化裂化渣油或熱裂化渣油， 也可以是煤系原料和石油系原料的混合物。
[0015] 本發明方法中，至少設置兩個并聯的焦化釜，每個焦化釜交替使用，例如首先使用 焦化釜A，將焦化釜B切出系統外，原料油在焦化釜A內進行升溫、恒溫過程，恒溫結束后，焦 化釜A中進料開始進入延遲焦化裝置時，焦化釜B開始升溫、恒溫過程，當焦化釜A中重餾 分油全部進入到延遲焦化裝置后，將焦化釜A切出系統，并開始裝料，焦化釜B此時切入延 遲焦化系統，為延遲焦化裝置提供進料，如此循環。
[0016] 本發明方法中，焦化釜內的原料油快速升溫速率依設備的升溫能力確定，一般為 50-30(TC/h，此階段主要是原料的預熱過程，不發生裂化、聚合反應。
[0017] 研究結果表明，單純采用釜式焦化生產針狀焦，雖然可以獲得各向異性結構發達 的針狀焦產品，但獲得的焦炭直觀流線紋理結構不明顯，焦炭破碎后，沒有較高的長寬比， 不能作為大規格超高功率石墨電極的骨料；延遲焦化裝置直接生產針狀焦，反應時間受焦 炭塔液相料面限制，后期進料往往達不到中間相形成所需的時間，各向異性區域還沒完全 形成就已經固化，各向異性組分不發達，熱膨脹系數值高，均不能滿足生產大規格超高功率 石墨電極針狀焦要求。
[0018] 本發明方法采用釜式焦化-延遲焦化聯合工藝，釜式焦化主要作用是把針狀焦原 料調制成各向異性區域發達的中間相，延遲焦化主要作用是把這種中間相原料進行一個 "拉焦"過程，并固化，從而獲得各向異性結構發達、流線紋理結構明顯、長寬比較高、熱膨脹 系數較低的針狀焦產品。
【附圖說明】
[0181] 圖1是一種生產針狀焦的具體工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖及實施例對本發明方案進行進一步的詳細說明，但以下實施例不構 成對本發明方法的限制。
[0020] 如圖1所述，原料油一次性裝入焦化釜1中，以50-300°C /h升溫至350-400°C， 溫度達到后，以1_30°C /h繼續升溫至420-480°C，并恒溫4-16h，焦化釜壓力控制為 0. 2-3. OMPa，焦化釜生成的油氣經管線2進入管線7與延遲焦化裝置生成的油氣匯合后經 管線7進入分餾塔8,分餾出裂化氣9、焦化石腦油10、焦化柴油11、焦化輕蠟油12及焦化 重蠟油13,焦化釜內殘余重餾分經管線3與焦化重蠟油13混合均勻后經加熱爐4加熱后由 管線5進入焦化塔6進行深度裂化、聚合反應制得針狀焦。
[0021] 實施例1 以處理過的某煉廠催化油漿為原料，油漿性質見表1。焦化釜操作條件如下：以150°c / h升溫至400°C，溫度達到后，以5°C /h繼續升溫至440°C，并恒溫8h，焦化釜壓力控制為 1. 5MPa。延遲焦化操作條件如下：加熱爐采用變溫操作，440°C開始進料，IOh升溫至480°C， 并恒溫進料l〇h，然后Ih升溫至500°C，并繼續恒溫進料12h，焦炭塔充焦時間為33h。焦炭 塔壓力采用變壓控制：480°C之前壓力I. 5MPa，480°C之后壓力0· 5MPa，焦化循環比為0· 8， 獲得的針狀焦產品性質見表2。
[0022] 對比例1-1 同實施例1，只是以150°c /h升溫至440°C，并恒溫8h，獲得的針狀焦產品性質見表2。
[0023] 對比例1-2 取消延遲焦化操作器單元，催化油漿原料采用釜式焦化操作，恒溫結束后，焦化釜溫度 以10°C /h升溫至520°C，其它試驗條件同實施例1，獲得的針狀焦產品性質見表2。
[0024] 實施例2 以處理過的煤焦油浙青為原料，性質見表1。焦化釜操作條件如下：以l〇〇°C /h升溫至 380°C，溫度達到后，以10°C /h繼續升溫至460°C，并恒溫10h，焦化釜壓力控制為2. OMPa。 延遲焦化操作條件如下：加熱爐采用變溫操作：460°C開始進料，IOh升溫至480°C，并恒溫 進料14h，然后Ih升溫至500°C，并繼續恒溫進料10h，焦炭塔充焦時間為35h。焦炭塔壓力 采用變壓控制：460°C之前壓力2. 0MPa，480°C之后壓力0· 2MPa。焦化循環比為L 0,焦炭塔 充焦時間為36h，獲得的針狀焦產品性質見表2。
[0025] 表1針狀焦原料性質
【主權項】
1. 一種生產針狀焦的方法，其特征在于：包括如下內容：將原料油裝入焦化釜中，升溫 至350-400°C，溫度達到后以l-30°c /h繼續升溫至420-480°C并恒溫4-16h，焦化釜壓力控 制為0. 2-3. OMPa，恒溫結束后，焦化釜內殘余的重餾分油經過延遲焦化加熱爐加熱后進入 焦炭塔進行裂化、聚合反應制得針狀焦。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：以5-15°C /h繼續升溫至430-450°C并恒 溫6-10h，焦化釜壓力控制為0· 5-1. OMPa。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的延遲焦化加熱爐采用變溫控制，變 溫范圍 430-520°C。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述的延遲焦化加熱爐采用變溫控制，變 溫范圍 440-495 °C。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：焦炭塔壓力采用變壓控制，變壓范圍 0. 1-3. OMPa，焦化循環比為0. 1-1. 8,焦炭塔充焦時間為24-48h。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于：焦炭塔壓力采用變壓控制，變壓范圍 0. 5-1. OMPa，焦化循環比為0. 6-1. 0,焦炭塔充焦時間為32-40h。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的原料油為煤系原料和/或石油系 原料。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特征在于：煤系原料包括除去有害成分喹啉不溶物 的煤焦油或煤焦油浙青，石油系原料包括石油重油、乙烯焦油、催化裂化渣油、熱裂化渣油。
9. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：焦化釜生成氣和焦化塔生成氣進入分餾 塔，分餾出裂化氣、焦化石腦油、焦化柴油、焦化輕蠟油及焦化重蠟油，所述的焦化重蠟油循 環回延遲焦化加熱爐。
10. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于：至少設置兩個并聯的焦化釜，每個焦化 釜交替使用，焦化釜內的原料油升溫速率為50-300°C /h。
【專利摘要】本發明公開一種生產針狀焦的方法，包括如下內容：將原料油裝入焦化釜中，升溫至350-400℃，溫度達到后以1-30℃/h繼續升溫至420-480℃并恒溫4-16h，優選以5-15℃/h繼續升溫至430-450℃并恒溫6-10h，焦化釜壓力控制為0.2-3.0MPa，優選0.5-1.0MPa，恒溫結束后，焦化釜內殘余的重餾分油經過延遲焦化加熱爐加熱后進入焦炭塔進行裂化、聚合反應制得針狀焦。該方法制備的針狀焦具有長寬比高、熱膨脹系數低等優點，適合于用來生產各種石墨電極。
【IPC分類】C10G9-00, C10B55-00
【公開號】CN104560104
【申請號】CN201310499292
【發明人】初人慶, 彭紹忠, 杜正軍, 郭丹, 勾連忠, 矯德衛
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月23日