[發(fā)明專利]一種釜式焦化制備針狀焦的工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110353712.8
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN103102890A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設計）人: 初人慶;蔣立敬;杜正軍;矯德衛(wèi);張學萍;勾連忠
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C10B55/00
• 分類號: C10B55/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種制備針狀焦的工藝方法，具體說涉及一種釜式焦化制備針狀焦過程中工藝方法。

背景技術

世界上每年生產出十幾億噸以上的鋼鐵來滿足社會發(fā)展的需要。廢鋼資源的增加、直接還原鐵技術的應用、對特殊鋼需求的增加、以及節(jié)能減排的要求，都使得電爐鋼產量的份額保持著持續(xù)增長的勢頭。電弧爐的運行條件非常苛刻，要求高性能的石墨電極，才能安全運行，減少電爐鋼的制造成本。針狀焦不僅用于超高功率的石墨電極，而且也用于熱結構石墨和特種炭素制品的原材料。美國大湖公司首先發(fā)明石油系針狀焦，同時超高功率電爐冶煉技術的問世，使得超高功率電極原料針狀焦生產迅速發(fā)展，由于原料來源受到限制，日本等國開始以煤焦油瀝青為原料生產針狀焦。我國針狀焦的生產一直在低水平上徘徊，能耗大，成本高。國內許多企業(yè)都在這方面投入了大量的人力和物力，但收效甚微。

目前關于針狀焦的制備專利多集中在原料預處理和后期拉焦方法，CN201010100200.6公開了“一種非延遲焦化生產針狀焦的方法”，將生產針狀焦的原料預熱到未成焦溫度380-440℃后，加入焦化反應器中，原料注入體積量為焦化反應器容積的1/2-3/4；停止進料后，關閉焦化反應器進料口，控制焦化反應器溫度以升溫速率0.5-50℃?/min升溫至460-510℃，保持溫度不變進行焦化反應3-24小時；焦化反應過程中控制焦化反應器內壓力為0.?5-3MPa。該方法沒有考慮不穩(wěn)定中間相在液相碳化過程中溫度與時間的關系，容易使小球體在沒有得到充分成長、融并前就固化成鑲嵌結構，而不能到針狀流線紋理發(fā)達的針狀焦。

CN01140582.1公開了“一種制備針狀焦的方法”，通過放氣拉焦來制備針狀焦的方法，在管式反應爐內放入原料，充入0.1-2MPa的惰性氣體，在密封2-30秒后加熱到480-550℃的焦化溫度。待體系壓力超過原有壓力的0.2-1MPa后，即釋放氣體到原先的0.2-2MPa，然后在密封，直到反應爐的壓力不再超過原有壓力的0.2-1MPa為止。反應爐內壓力不變時繼續(xù)焦化4-8小時制得針狀焦。該方法要求將物料在2-30秒內由室溫加熱到480-550℃，在工業(yè)上較難以實現，另外這種快速升溫方式在工業(yè)放大過程中也容易造成體系內部暴沸并固化，不利于創(chuàng)造平穩(wěn)、柔和的成焦條件，從而生產出多孔焦。

上述方法都沒有同時重視中間相的充分成長和隨后的拉伸變形這兩個關鍵因素，因此不能制得性能優(yōu)異、針狀流線紋理發(fā)達的針狀焦。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種釜式焦化生產針狀焦的工藝方法，本發(fā)明方法可以獲得高纖維針狀結構的針狀焦。

本發(fā)明釜式焦化制備針狀焦的工藝方法，包括如下內容：

（1）?第一段，將原料送至釜式焦化反應器中，并升溫至380～420℃；

（2）?第二段從第一段的終點溫度開始升溫，反應溫度按反應系統(tǒng)排氣量為10～30?h^-1（排氣量單位為標準狀態(tài)下的體積與原料油體積比）控制，溫度升至430～480℃；

（3）?第三段為恒溫階段，恒溫溫度為第二階段的終點溫度，恒溫時間依據已排氣量占總排氣量百分比，當已排氣量占總排氣量50%～90%時恒溫結束；

（4）?第四段從第三段的終點溫度開始，升溫到490～510℃結束；

（5）?第五段從第四段的終點溫度開始，升溫到烤焦溫度并恒溫1～5h烤焦結束，生成的針狀焦沉積在塔底。

本發(fā)明方法中，原料一般為煤系原料，如除去有害成分喹啉不溶物的煤焦油或煤焦油瀝青；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；也可以是或者是上述原料兩種或兩種以上的混合物。

本發(fā)明方法中，第一段的升溫速度根據設備的升溫能力確定，一般為50～200℃/h，第一段升溫時主要是原料的預熱，基本不發(fā)生焦化反應。

本發(fā)明方法中，第二段的焦化過程通過排氣量控制反應升溫速度，使焦化反應過程處于相對平穩(wěn)的過程，即排氣量相對穩(wěn)定。第二段焦化反應過程中，當排氣量低于10～30?h^-1時（具體操作時在該范圍內選擇一個確定的設計值），則溫度升高１～20℃。