一种石油焦的制备方法与流程

本发明涉及石油焦，尤其涉及一种石油焦的制备方法。

背景技术：

1、石油焦需要经过石墨化转变，得到具有丰富的可供锂离子嵌入、脱出的层状结构，才能作为锂离子电池负极材料。原料油品中的芳烃分子经过液相碳化生成片层结构的中间相(简称次生qi)，中间相片层相互融并再经定向排列，可得到高度石墨化的石油焦。因此，由芳烃分子制备石油焦的过程，成为决定人造石墨性能高低的关键过程；而在石油焦的制备过程中，控制中间相的生成对最终人造石墨性能的提高极其重要。

2、在石油焦制备过程中，芳烃的分子量和种类的不同、中间相的生成速率和流动性等因素，均会影响中间相的融并和排列，进而影响石油焦石墨化后的性能和结构。目前石油焦的生产方法主要有：减压蒸馏脱除沥青质、富集芳烃分子、加氢脱硫、延迟焦化等；其中，减压蒸馏和加氢脱硫主要通过调整中间相的生成速率，以提高石油焦石墨化后的性能和结构，现有方法并未对中间相的流动性进行针对性调整；并且现有加氢脱硫处理后，芳烃损失率较高，会降低石油焦的性能。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种石油焦的制备方法，本发明选用合适的催化剂进行加氢脱硫，并结合适宜的工艺条件，获得具有良好流动性并含有适量环烷结构的馏分，实现对延迟焦化时的反应速率和流动性的共同调整，最终获得石油焦，本发明所得石油焦经石墨化处理后，石墨化度高、容量高。

2、本发明提出了一种石油焦的制备方法，包括如下步骤：取催化剂经预硫化处理，与芳烃富集油浆进行加氢脱硫处理；然后进行缩聚处理，收集一次馏分，然后对一次馏分进行二次分馏，收集二次馏分；然后取二次馏分进行延迟焦化得到石油焦；

3、其中，在催化剂的制备过程中，取包覆有壳聚糖层的γ-al2o3载体，加入镍化合物和钼化合物的混合水溶液中浸渍，焙烧得到催化剂。

4、本发明先对γ-al2o3载体进行壳聚糖包覆处理，然后进行浸渍处理，可以改善γ-al2o3载体与活性金属之间存在较强相互作用，降低催化性能的问题，并且壳聚糖中的多个活性羟基、氨基可与活性金属前驱体结合固定，使活性金属前驱体均匀分散载体中，再经空气焙烧，使得活性金属在载体中均匀分散，从而提高催化性能，在有效脱s的同时，保持较低的芳烃损失率，并且使得加氢脱硫油中含有适量的环烷结构，提高油的品质。

5、优选地，在催化剂的制备过程中，γ-al2o3载体的比表面积为290-310m2/g，0.55-0.6ml/g，平均孔径为5-5.2nm；壳聚糖层的厚度≤200nm。

6、选用合适性能的γ-al2o3载体和壳聚糖层的厚度，可以进一步提高催化剂的催化性能。

7、优选地，催化剂中，nio的含量为4-4.5wt％、moo3的含量为16-18wt％。

8、优选地，在催化剂的制备过程中，于室温浸渍4-6h，于550-600℃焙烧3-4h。

9、优选地，在催化剂的制备过程中，镍化合物为硝酸镍，钼化合物为钼酸铵。

10、优选地，一次馏分的沸点≤455-490℃；二次馏分的馏程≥360℃。

11、上述芳烃富集油浆由催化裂化油浆制备得到，芳烃富集油浆中芳烃含量为30-65wt％，硫含量为0.3-0.8wt％。

12、经上述加氢脱硫处理后，筛选合适温度的馏分，其具有良好的流动性，可以提高石油焦的石墨化度，另外其馏分中含有适量的环烷结构，在炭化过程中，可以降低黏度的增长速度，为中间相片层的移动和重排提供更长的时间，实现对延迟焦化时的反应速率和流动性的共同调整促进有序排列，从而提高石油焦的石墨化度，从而提高人造石墨负极用焦的容量。

13、优选地，预硫化处理的条件为：在h2s/h2的混合气氛中，于380-400℃预硫化2-3h，混合气氛中h2s的体积分数为10-12v％。

14、优选地，加氢脱硫处理的条件为：氢气流速为800-900ml/min，芳烃富集油浆的进料量为1.8-2.2ml/min，压力为2.5-4.0mpa，温度为300-360℃，时间为1-2.5h。

15、优选地，缩聚的压力为常压，缩聚的温度为455-490℃，保温4-10s；延迟焦化的压力为0.65-0.74mpa，温度为480-490℃，保温32-36h。

16、优选地，石油焦经2800-3200℃石墨化处理4-8h后，其石墨化度＞97％。

17、有益效果：

18、本发明对γ-al2o3载体进行壳聚糖包覆处理，然后进行浸渍处理，降低活性金属与载体之间的相互作用，并使活性金属在载体中均匀分散，提高催化性能，在有效脱s的同时，保持较低的芳烃损失率，并使得加氢脱硫油中含有适量的环烷结构，提高油的品质；并紧接着筛选合适温度的馏分，获得具有良好流动性并含有适量环烷结构的馏分，良好的流动性和环烷结构相互配合，实现对延迟焦化时的反应速率和流动性的共同调整，为中间相片层的移动和重排提供更长的时间，从而提高石油焦的石墨化度，提高人造石墨负极用焦的容量。

技术特征：

1.一种石油焦的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取催化剂经预硫化处理，与芳烃富集油浆进行加氢脱硫处理；然后进行缩聚处理，收集一次馏分，然后对一次馏分进行二次分馏，收集二次馏分；然后取二次馏分进行延迟焦化得到石油焦；

2.根据权利要求1所述石油焦的制备方法，其特征在于，在催化剂的制备过程中，γ-al2o3载体的比表面积为290-310m2/g，0.55-0.6ml/g，平均孔径为5-5.2nm；壳聚糖层的厚度≤200nm。

3.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，催化剂中，nio的含量为4-4.5wt％、moo3的含量为16-18wt％。

4.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，在催化剂的制备过程中，于室温浸渍4-6h，于550-600℃焙烧3-4h。

5.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，在催化剂的制备过程中，镍化合物为硝酸镍，钼化合物为钼酸铵。

6.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，一次馏分的沸点≤455-490℃；二次馏分的馏程≥360℃。

7.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，预硫化处理的条件为：在h2s/h2的混合气氛中，于380-400℃预硫化2-3h，混合气氛中h2s的体积分数为10-12v％。

8.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，加氢脱硫处理的条件为：氢气流速为800-900ml/min，芳烃富集油浆的进料量为1.8-2.2ml/min，压力为2.5-4.0mpa，温度为300-360℃，时间为1-2.5h。

9.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，缩聚的压力为常压，缩聚的温度为455-490℃，保温4-10s；延迟焦化的压力为0.65-0.74mpa，温度为480-490℃，保温32-36h。

10.根据权利要求1或2所述石油焦的制备方法，其特征在于，石油焦经2800-3200℃石墨化处理4-8h后，其石墨化度＞97％。

技术总结
本发明公开了一种石油焦的制备方法，包括如下步骤：取催化剂经预硫化处理，与芳烃富集油浆进行加氢脱硫处理；然后进行缩聚处理，收集一次馏分，然后对一次馏分进行二次分馏，收集二次馏分；然后取二次馏分进行延迟焦化得到石油焦；其中，在催化剂的制备过程中，取包覆有壳聚糖层的多孔γ‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;载体，加入镍化合物和钼化合物的混合水溶液中浸渍，焙烧得到催化剂。本发明选用合适的催化剂进行加氢脱硫，并结合适宜的工艺条件，获得具有良好流动性并含有适量环烷结构的馏分，实现对延迟焦化时的反应速率和流动性的共同调整，最终获得石油焦，本发明所得石油焦经石墨化处理后，石墨化度高、容量高。

技术研发人员：冯旭阳,慈萌萌,常元钦,何慧娟,王华东,王如秀
受保护的技术使用者：合肥国轩新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27