一種生產(chǎn)針狀焦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)制備針狀焦的方法，具體地說涉及一種采用組合工藝生產(chǎn)高 品質(zhì)針狀焦的方法。
【背景技術(shù)】
[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(jì))，每生產(chǎn)一噸超高功率石墨電極大約需要I. 05t 針狀焦，針狀焦產(chǎn)量是由高功率、超高功率石墨電極的產(chǎn)量決定的，因此電爐煉鋼的產(chǎn)量決 定了針狀焦的需求。隨著鋼鐵時(shí)代的發(fā)展，廢鋼產(chǎn)量逐漸增加，推動(dòng)了電爐鋼的發(fā)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(chǎn)優(yōu)質(zhì)石油焦的方法，先將減壓渣油轉(zhuǎn)化 為餾分油和浙青，再進(jìn)一步將浙青和供氫劑裂化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦的原料。
[0004] US4235703公開了一種用渣油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦的方法，該方法先將原料經(jīng)加氫脫硫、脫 金屬后再經(jīng)過延遲焦化工藝生產(chǎn)高功率電極石油焦。
[0005] US4894144公開了一種同時(shí)制備針狀焦和高硫石油焦的方法，它采用加氫處理工 藝對(duì)直餾重油進(jìn)行預(yù)處理，加氫過的渣油分成兩部分分別經(jīng)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(yīng)溫度379-480°C，反應(yīng)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(jìn)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(chǎn)針狀石油焦的方法，在該方法中原 料依次經(jīng)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(jìn)入 延遲焦化裝置，在生產(chǎn)針焦的條件下得到針焦，加氫精制在反應(yīng)溫度350-420°C，氫分壓 5. 0?22. OMPa，氫油比50(Tl200Nm3/m3的條件下反應(yīng)。
[0008] CN103013567A公開了一種由催化油漿生產(chǎn)針狀焦原料的方法，設(shè)置保護(hù)區(qū)和加氫 反應(yīng)區(qū)，催化油漿先進(jìn)入保護(hù)區(qū)，吸附掉絕大部分催化裂化催化劑粉末，然后與氫氣混合進(jìn) 加熱爐，加熱后進(jìn)入加氫反應(yīng)區(qū)進(jìn)行加氫處理反應(yīng)。加氫反應(yīng)區(qū)前設(shè)置保護(hù)區(qū)，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(dá)到保護(hù)加氫主催化劑，實(shí)現(xiàn)長周期 運(yùn)轉(zhuǎn)目的。
[0009] 以上采用不同方法制備的針狀焦性能仍需要進(jìn)一步提高，使其能夠用于制備超高 功率的石墨電極。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)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(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，適合于用來生產(chǎn)各種石墨電極。
[0011] 一種生產(chǎn)針狀焦的方法，包括如下內(nèi)容：將原料油裝入焦化釜中，升溫至 350-400°C，溫度達(dá)到后以1-30°C /h繼續(xù)升溫至420-480°C并恒溫4-16h，優(yōu)選以5-15°C / h繼續(xù)升溫至430-450°C并恒溫6-10h，焦化釜壓力控制為0. 2-3. OMPa，優(yōu)選0. 5-1. OMPa，恒 溫結(jié)束后，焦化釜內(nèi)殘余的重餾分油經(jīng)過延遲焦化加熱爐加熱后進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行裂化、聚 合反應(yīng)制得針狀焦。
[0012] 本發(fā)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(yōu)選 440-495°C。焦炭塔壓力采用變壓控制，變壓范圍0. 1-3. OMPa，優(yōu)選0. 5-l.OMPa，焦化循環(huán) 比為0. 1-1. 8,優(yōu)選0. 6-1. 0,焦炭塔充焦時(shí)間為24-48h，優(yōu)選32-40h。
[0013] 本發(fā)明方法中，焦化釜生成氣和焦化塔生成氣可以進(jìn)入分餾塔，分餾出裂化氣、焦 化石腦油、焦化柴油、焦化輕錯(cuò)油及焦化重錯(cuò)油。所述的焦化重錯(cuò)油可以循環(huán)回延遲焦化加 熱爐。
[0014] 本發(fā)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(fā)明方法中，至少設(shè)置兩個(gè)并聯(lián)的焦化釜，每個(gè)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(tǒng)外，原料油在焦化釜A內(nèi)進(jìn)行升溫、恒溫過程，恒溫結(jié)束后，焦 化釜A中進(jìn)料開始進(jìn)入延遲焦化裝置時(shí)，焦化釜B開始升溫、恒溫過程，當(dāng)焦化釜A中重餾 分油全部進(jìn)入到延遲焦化裝置后，將焦化釜A切出系統(tǒng)，并開始裝料，焦化釜B此時(shí)切入延 遲焦化系統(tǒng)，為延遲焦化裝置提供進(jìn)料，如此循環(huán)。
[0016] 本發(fā)明方法中，焦化釜內(nèi)的原料油快速升溫速率依設(shè)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(yù)熱過程，不發(fā)生裂化、聚合反應(yīng)。
[0017] 研究結(jié)果表明，單純采用釜式焦化生產(chǎn)針狀焦，雖然可以獲得各向異性結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá) 的針狀焦產(chǎn)品，但獲得的焦炭直觀流線紋理結(jié)構(gòu)不明顯，焦炭破碎后，沒有較高的長寬比， 不能作為大規(guī)格超高功率石墨電極的骨料；延遲焦化裝置直接生產(chǎn)針狀焦，反應(yīng)時(shí)間受焦 炭塔液相料面限制，后期進(jìn)料往往達(dá)不到中間相形成所需的時(shí)間，各向異性區(qū)域還沒完全 形成就已經(jīng)固化，各向異性組分不發(fā)達(dá)，熱膨脹系數(shù)值高，均不能滿足生產(chǎn)大規(guī)格超高功率 石墨電極針狀焦要求。
[0018] 本發(fā)明方法采用釜式焦化-延遲焦化聯(lián)合工藝，釜式焦化主要作用是把針狀焦原 料調(diào)制成各向異性區(qū)域發(fā)達(dá)的中間相，延遲焦化主要作用是把這種中間相原料進(jìn)行一個(gè) "拉焦"過程，并固化，從而獲得各向異性結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、流線紋理結(jié)構(gòu)明顯、長寬比較高、熱膨脹 系數(shù)較低的針狀焦產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0181] 圖1是一種生產(chǎn)針狀焦的具體工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方案進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但以下實(shí)施例不構(gòu) 成對(duì)本發(fā)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(dá)到后，以1_30°C /h繼續(xù)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(jīng)管線2進(jìn)入管線7與延遲焦化裝置生成的油氣匯合后經(jīng) 管線7進(jìn)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(nèi)殘余重餾分經(jīng)管線3與焦化重蠟油13混合均勻后經(jīng)加熱爐4加熱后由 管線5進(jìn)入焦化塔6進(jìn)行深度裂化、聚合反應(yīng)制得針狀焦。
[0021] 實(shí)施例1 以處理過的某煉廠催化油漿為原料，油漿性質(zhì)見表1。焦化釜操作條件如下：以150°c / h升溫至400°C，溫度達(dá)到后，以5°C /h繼續(xù)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(jìn)料，IOh升溫至480°C， 并恒溫進(jìn)料l〇h，然后Ih升溫至500°C，并繼續(xù)恒溫進(jìn)料12h，焦炭塔充焦時(shí)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(huán)比為0· 8， 獲得的針狀焦產(chǎn)品性質(zhì)見表2。
[0022] 對(duì)比例1-1 同實(shí)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(chǎn)品性質(zhì)見表2。
[0023] 對(duì)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(jié)束后，焦化釜溫度 以10°C /h升溫至520°C，其它試驗(yàn)條件同實(shí)施例1，獲得的針狀焦產(chǎn)品性質(zhì)見表2。
[0024] 實(shí)施例2 以處理過的煤焦油浙青為原料，性質(zhì)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(dá)到后，以10°C /h繼續(xù)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(jìn)料，IOh升溫至480°C，并恒溫 進(jìn)料14h，然后Ih升溫至500°C，并繼續(xù)恒溫進(jìn)料10h，焦炭塔充焦時(shí)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(huán)比為L 0,焦炭塔 充焦時(shí)間為36h，獲得的針狀焦產(chǎn)品性質(zhì)見表2。
[0025] 表1針狀焦原料性質(zhì)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生產(chǎn)針狀焦的方法，其特征在于：包括如下內(nèi)容：將原料油裝入焦化釜中，升溫 至350-400°C，溫度達(dá)到后以l-30°c /h繼續(xù)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(jié)束后，焦化釜內(nèi)殘余的重餾分油經(jīng)過延遲焦化加熱爐加熱后進(jìn)入 焦炭塔進(jìn)行裂化、聚合反應(yīng)制得針狀焦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：以5-15°C /h繼續(xù)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(huán)比為0. 1-1. 8,焦炭塔充焦時(shí)間為24-48h。
6. 根據(jù)權(quán)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(huán)比為0. 6-1. 0,焦炭塔充焦時(shí)間為32-40h。
7. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jìn)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(huán)回延遲焦化加熱爐。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：至少設(shè)置兩個(gè)并聯(lián)的焦化釜，每個(gè)焦化 釜交替使用，焦化釜內(nèi)的原料油升溫速率為50-300°C /h。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種生產(chǎn)針狀焦的方法，包括如下內(nèi)容：將原料油裝入焦化釜中，升溫至350-400℃，溫度達(dá)到后以1-30℃/h繼續(xù)升溫至420-480℃并恒溫4-16h，優(yōu)選以5-15℃/h繼續(xù)升溫至430-450℃并恒溫6-10h，焦化釜壓力控制為0.2-3.0MPa，優(yōu)選0.5-1.0MPa，恒溫結(jié)束后，焦化釜內(nèi)殘余的重餾分油經(jīng)過延遲焦化加熱爐加熱后進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行裂化、聚合反應(yīng)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(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，適合于用來生產(chǎn)各種石墨電極。
【IPC分類】C10G9-00, C10B55-00
【公開號(hào)】CN104560104
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310499292
【發(fā)明人】初人慶, 彭紹忠, 杜正軍, 郭丹, 勾連忠, 矯德衛(wèi)
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2013年10月23日