[發明專利]一種生產均質石油針狀焦的方法

有效

• 申請號: 201110449286.8
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103184057A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 楊哲;龍軍;申海平;范啟明;劉自賓
• 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石油化工科學研究院
• 主分類號: C10B55/00
• 分類號: C10B55/00;C10G55/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種生產石油焦的方法，更具體地說，涉及一種利用石油加工過程中富含芳烴的石油渣油或餾分油生產優質均質針狀焦的方法。

發明背景

石油焦由于其碳含量高、灰分及其它雜質含量低，作為還原劑廣泛用于冶金、煉硅等行業。優質石油針狀焦是生產超高功率和高功率石墨電極的重要原材料之一，石墨電極主要用于電爐煉鋼工業。隨著我國鋼鐵工業的快速發展，對優質石油焦的需求也逐年增加。

除原料供應不足外，生產過程中得到的針狀焦質量不穩定也是優質石油針狀焦的生產規模一直不能擴大的另一個原因。盡管某些工藝生產得到的石油針狀焦主要指標如熱膨脹系數、硫含量、灰分、揮發分可以達到優質針狀焦的質量水平，但另一些指標如抗磨性、顆粒度一直沒有得到很好的控制，另外，現有工藝生產的石油針狀焦質量的一致性較差，無法滿足下游用戶對優質針狀焦質量的一致性的要求，

石油焦是由半連續的延遲焦化裝置生產的，延遲焦化原料連續進料，通過加熱爐加熱后，進入焦化塔進行熱裂化和縮合反應，產生的石油焦留在焦炭塔內，而裂化產生的油氣連續從焦化塔頂溢出進入分餾塔。當焦化塔內的石油焦聚結到一定高度時，將原料切換到另一個焦化塔中。因此延遲焦化進料是連續的，而焦化結焦過程是間歇的。在焦化塔內的石油焦是由不同階段的焦化原料反應形成的，反應前期塔內溫度低，原料反應時間長，形成的針狀焦質量較好，而在生焦后期，反應溫度高，焦化反應時間短，形成的石油焦揮發分較高，強度較低，粉焦量增大，顆粒度降低，針狀焦質量較差。因此造成焦炭塔內石油針狀焦的上、中、下部位的質量存在明顯差異，這種不同部位針焦質量的差異直接影響下游用戶的石墨電極的成品率和質量。

石油針狀焦在制備石墨電極時，首先需要將一定顆粒度的煅燒后針狀焦與粘結瀝青混合，擠壓成型；經過反復焙燒、瀝青浸漬，最后經過2200℃以上的高溫石墨化才能生產出合格的石墨電極，該過程通常需要三個月以上。因此針狀焦原料的性質直接決定生產石墨電極的配方和工藝，針狀焦質量不均勻可能在生產石墨電極高溫焙燒和石墨化過程中產生裂紋，降低石墨電極的成品率和質量。而該工藝和配方的調整確定需要經過實際生產確定，所以針狀焦質量的穩定型和一致性是針狀焦產品性能關鍵指標之一。現有技術中，通常通過對生產針狀焦的原料進行預處理，再經延遲焦化生產針狀焦，以提高針狀焦產品質量。例如CN1382761A公開的生產針狀焦原料的預處理方法，采用潤滑油抽出液萃取催化裂化澄清油脫除其中的催化劑粉末，然后再經延遲焦化生產針狀焦。CN1872963A先將生產針狀焦的原料經減壓蒸餾和加氫處理，使針焦生產原料的灰分和硫含量大幅下降，然后再經延遲焦化生產針狀焦。以上方法可以提高針狀焦產品質量，但無法提高針狀焦質量的均勻性和強度。

US5128026通過對生產針狀焦原料氧化預處理改善延遲焦化生產針狀焦的產品質量均勻度，該方法可以提高針焦熱膨脹系數的均勻度，而對針焦強度沒有改善。另外造成原料和產品的氧含量升高，影響針焦質量。US5286371采用渣油加氫處理、溶劑脫瀝青以及催化原料加氫處理等裝置組合，保證延遲焦化生產針焦的硫含量、熱膨脹系數等指標符合優質針焦的要求。不能提高針焦質量均勻度和強度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是在現有技術的基礎上，提供一種焦化塔上、中、下不同部位針狀焦質量一致、強度均勻的延遲焦化方法。

一種生產均質石油針狀焦的方法，包括以下步驟：

(1)焦化原料經加熱爐加熱至相對較低溫度后進入焦化塔，使焦化塔維持在390℃～460℃，焦化原料進行熱裂化及縮合反應，形成中間相液晶，生成的油氣進入分餾塔，分餾得到氣體及輕質餾分油、中間餾分油和重質餾分油；

(2)逐漸升高加熱爐出口溫度，同時將分餾塔出來的重質餾分油和焦化原料一起進料，重質餾分油和焦化原料的重量比為0.1～2.0，當焦化塔內物料溫度升至450℃～480℃時，中間相液晶開始固化；

(3)進一步升高加熱爐出口溫度，同時將分餾塔出來的中間餾分油作為加熱爐進料，焦化塔內溫度達到460℃～510℃后，焦化塔內的中間相液晶固化形成針狀焦，當針狀焦聚結到一定高度后，停止進料結束焦化。

本發明提供的一種生產均質針狀焦的方法的有益效果為：

本發明提供的方法解決了現有針狀焦生產中同一焦化塔內存在的針焦質量不均勻、強度偏低問題，通過對延遲焦化進料方式及工藝操作條件進行改進，保證在延遲焦化的焦炭塔焦化塔上、中、下不同部位針狀焦熱膨脹系數、揮發分等主要質量指標更加一致，石油焦的抗磨指數得到明顯改善。

附圖說明