一种生产针状焦的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生产制备针状焦的方法，具体地说涉及一种采用组合工艺生产高 品质针状焦的方法。
【背景技术】
[0002] 针状焦主要用于生广商功率、超商功率石墨电极，每生广一吨商功率石墨电极需 要0. 15?0. 30t针状焦(平均按0. 20t计)，每生产一吨超高功率石墨电极大约需要I. 05t 针状焦，针状焦产量是由高功率、超高功率石墨电极的产量决定的，因此电炉炼钢的产量决 定了针状焦的需求。随着钢铁时代的发展，废钢产量逐渐增加，推动了电炉钢的发展，必然 增加石墨电极特别是高功率、超高功率电极的用量，针状焦的需求量也将不断增加。
[0003] US4178229公开了一种直馏减压渣油生产优质石油焦的方法，先将减压渣油转化 为馏分油和浙青，再进一步将浙青和供氢剂裂化生产优质焦的原料。
[0004] US4235703公开了一种用渣油生产优质焦的方法，该方法先将原料经加氢脱硫、脱 金属后再经过延迟焦化工艺生产高功率电极石油焦。
[0005] US4894144公开了一种同时制备针状焦和高硫石油焦的方法，它采用加氢处理工 艺对直馏重油进行预处理，加氢过的渣油分成两部分分别经焦化后再缎烧制得针状焦和高 硫石油焦。
[0006] US5286371也公开了直馏渣油加氢处理工艺，加氢反应温度379-480°C，反应压力 6.8 MPa-34.4 MPa，处理过的重渣油与催化裂化澄清油混合进入溶剂脱浙青装置，脱除浙 青后的物流作为针状焦的原料。
[0007] CN1325938A公开了一种用含硫常压渣油生产针状石油焦的方法，在该方法中原 料依次经过加氢精制、加氢脱金属、加氢脱硫后，分离加氢生成油得到的加氢重馏分油进入 延迟焦化装置，在生产针焦的条件下得到针焦，加氢精制在反应温度350-420°C，氢分压 5. 0?22. OMPa，氢油比50(Tl200Nm3/m3的条件下反应。
[0008] CN103013567A公开了一种由催化油浆生产针状焦原料的方法，设置保护区和加氢 反应区，催化油浆先进入保护区，吸附掉绝大部分催化裂化催化剂粉末，然后与氢气混合进 加热炉，加热后进入加氢反应区进行加氢处理反应。加氢反应区前设置保护区，可以滤除催 化裂化油浆中夹带的绝大部分催化裂化催化剂粉末，达到保护加氢主催化剂，实现长周期 运转目的。
[0009] 以上采用不同方法制备的针状焦性能仍需要进一步提高，使其能够用于制备超高 功率的石墨电极。
【发明内容】
[0010] 针对现有技术的不足，本发明提供一种生产针状焦的方法。该方法制备的针状焦 具有长宽比高、热膨胀系数低等优点，适合于用来生产各种石墨电极。
[0011] 一种生产针状焦的方法，包括如下内容：将原料油装入焦化釜中，升温至 350-400°C，温度达到后以1-30°C /h继续升温至420-480°C并恒温4-16h，优选以5-15°C / h继续升温至430-450°C并恒温6-10h，焦化釜压力控制为0. 2-3. OMPa，优选0. 5-1. OMPa，恒 温结束后，焦化釜内残余的重馏分油经过延迟焦化加热炉加热后进入焦炭塔进行裂化、聚 合反应制得针状焦。
[0012] 本发明方法中，所述的延迟焦化加热炉采用变温控制，变温范围430-520°C，优选 440-495°C。焦炭塔压力采用变压控制，变压范围0. 1-3. OMPa，优选0. 5-l.OMPa，焦化循环 比为0. 1-1. 8,优选0. 6-1. 0,焦炭塔充焦时间为24-48h，优选32-40h。
[0013] 本发明方法中，焦化釜生成气和焦化塔生成气可以进入分馏塔，分馏出裂化气、焦 化石脑油、焦化柴油、焦化轻錯油及焦化重錯油。所述的焦化重錯油可以循环回延迟焦化加 热炉。
[0014] 本发明方法中，所述的原料油可以为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、催化裂化渣油或热裂化渣油， 也可以是煤系原料和石油系原料的混合物。
[0015] 本发明方法中，至少设置两个并联的焦化釜，每个焦化釜交替使用，例如首先使用 焦化釜A，将焦化釜B切出系统外，原料油在焦化釜A内进行升温、恒温过程，恒温结束后，焦 化釜A中进料开始进入延迟焦化装置时，焦化釜B开始升温、恒温过程，当焦化釜A中重馏 分油全部进入到延迟焦化装置后，将焦化釜A切出系统，并开始装料，焦化釜B此时切入延 迟焦化系统，为延迟焦化装置提供进料，如此循环。
[0016] 本发明方法中，焦化釜内的原料油快速升温速率依设备的升温能力确定，一般为 50-30(TC/h，此阶段主要是原料的预热过程，不发生裂化、聚合反应。
[0017] 研究结果表明，单纯采用釜式焦化生产针状焦，虽然可以获得各向异性结构发达 的针状焦产品，但获得的焦炭直观流线纹理结构不明显，焦炭破碎后，没有较高的长宽比， 不能作为大规格超高功率石墨电极的骨料；延迟焦化装置直接生产针状焦，反应时间受焦 炭塔液相料面限制，后期进料往往达不到中间相形成所需的时间，各向异性区域还没完全 形成就已经固化，各向异性组分不发达，热膨胀系数值高，均不能满足生产大规格超高功率 石墨电极针状焦要求。
[0018] 本发明方法采用釜式焦化-延迟焦化联合工艺，釜式焦化主要作用是把针状焦原 料调制成各向异性区域发达的中间相，延迟焦化主要作用是把这种中间相原料进行一个 "拉焦"过程，并固化，从而获得各向异性结构发达、流线纹理结构明显、长宽比较高、热膨胀 系数较低的针状焦产品。
【附图说明】
[0181] 图1是一种生产针状焦的具体工艺流程图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图及实施例对本发明方案进行进一步的详细说明，但以下实施例不构 成对本发明方法的限制。
[0020] 如图1所述，原料油一次性装入焦化釜1中，以50-300°C /h升温至350-400°C， 温度达到后，以1_30°C /h继续升温至420-480°C，并恒温4-16h，焦化釜压力控制为 0. 2-3. OMPa，焦化釜生成的油气经管线2进入管线7与延迟焦化装置生成的油气汇合后经 管线7进入分馏塔8,分馏出裂化气9、焦化石脑油10、焦化柴油11、焦化轻蜡油12及焦化 重蜡油13,焦化釜内残余重馏分经管线3与焦化重蜡油13混合均匀后经加热炉4加热后由 管线5进入焦化塔6进行深度裂化、聚合反应制得针状焦。
[0021] 实施例1 以处理过的某炼厂催化油浆为原料，油浆性质见表1。焦化釜操作条件如下：以150°c / h升温至400°C，温度达到后，以5°C /h继续升温至440°C，并恒温8h，焦化釜压力控制为 1. 5MPa。延迟焦化操作条件如下：加热炉采用变温操作，440°C开始进料，IOh升温至480°C， 并恒温进料l〇h，然后Ih升温至500°C，并继续恒温进料12h，焦炭塔充焦时间为33h。焦炭 塔压力采用变压控制：480°C之前压力I. 5MPa，480°C之后压力0· 5MPa，焦化循环比为0· 8， 获得的针状焦产品性质见表2。
[0022] 对比例1-1 同实施例1，只是以150°c /h升温至440°C，并恒温8h，获得的针状焦产品性质见表2。
[0023] 对比例1-2 取消延迟焦化操作器单元，催化油浆原料采用釜式焦化操作，恒温结束后，焦化釜温度 以10°C /h升温至520°C，其它试验条件同实施例1，获得的针状焦产品性质见表2。
[0024] 实施例2 以处理过的煤焦油浙青为原料，性质见表1。焦化釜操作条件如下：以l〇〇°C /h升温至 380°C，温度达到后，以10°C /h继续升温至460°C，并恒温10h，焦化釜压力控制为2. OMPa。 延迟焦化操作条件如下：加热炉采用变温操作：460°C开始进料，IOh升温至480°C，并恒温 进料14h，然后Ih升温至500°C，并继续恒温进料10h，焦炭塔充焦时间为35h。焦炭塔压力 采用变压控制：460°C之前压力2. 0MPa，480°C之后压力0· 2MPa。焦化循环比为L 0,焦炭塔 充焦时间为36h，获得的针状焦产品性质见表2。
[0025] 表1针状焦原料性质
【主权项】
1. 一种生产针状焦的方法，其特征在于：包括如下内容：将原料油装入焦化釜中，升温 至350-400°C，温度达到后以l-30°c /h继续升温至420-480°C并恒温4-16h，焦化釜压力控 制为0. 2-3. OMPa，恒温结束后，焦化釜内残余的重馏分油经过延迟焦化加热炉加热后进入 焦炭塔进行裂化、聚合反应制得针状焦。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：以5-15°C /h继续升温至430-450°C并恒 温6-10h，焦化釜压力控制为0· 5-1. OMPa。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的延迟焦化加热炉采用变温控制，变 温范围 430-520°C。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的延迟焦化加热炉采用变温控制，变 温范围 440-495 °C。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焦炭塔压力采用变压控制，变压范围 0. 1-3. OMPa，焦化循环比为0. 1-1. 8,焦炭塔充焦时间为24-48h。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于：焦炭塔压力采用变压控制，变压范围 0. 5-1. OMPa，焦化循环比为0. 6-1. 0,焦炭塔充焦时间为32-40h。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的原料油为煤系原料和/或石油系 原料。
8. 根据权利要求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、热裂化渣油。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焦化釜生成气和焦化塔生成气进入分馏 塔，分馏出裂化气、焦化石脑油、焦化柴油、焦化轻蜡油及焦化重蜡油，所述的焦化重蜡油循 环回延迟焦化加热炉。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少设置两个并联的焦化釜，每个焦化 釜交替使用，焦化釜内的原料油升温速率为50-300°C /h。
【专利摘要】本发明公开一种生产针状焦的方法，包括如下内容：将原料油装入焦化釜中，升温至350-400℃，温度达到后以1-30℃/h继续升温至420-480℃并恒温4-16h，优选以5-15℃/h继续升温至430-450℃并恒温6-10h，焦化釜压力控制为0.2-3.0MPa，优选0.5-1.0MPa，恒温结束后，焦化釜内残余的重馏分油经过延迟焦化加热炉加热后进入焦炭塔进行裂化、聚合反应制得针状焦。该方法制备的针状焦具有长宽比高、热膨胀系数低等优点，适合于用来生产各种石墨电极。
【IPC分类】C10G9-00, C10B55-00
【公开号】CN104560104
【申请号】CN201310499292
【发明人】初人庆, 彭绍忠, 杜正军, 郭丹, 勾连忠, 矫德卫
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月23日