[發明專利]一種釜式制備針狀焦的方法

有效

• 申請號: 201210427904.3
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN103788977A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 初人慶;彭紹忠;杜正軍;矯德衛;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

本發明涉及一種釜式制備針狀焦的方法，具體地說涉及一種采用石油系或煤系原料釜式制備針狀焦的方法。

背景技術

針狀焦是生產高功率、超高功率石墨電極的主要原料，其經濟價值高。目前，針狀焦主要采用延遲焦化工藝生產，選擇適宜的原料，在適宜的延遲焦化條件下獲得針狀焦。生產針狀焦時對原料一般具有較高的要求，現有技術中關于針狀焦生產技術主要集中在原料的獲取或制備方面，如CN00125962.8、CN200510073095.0等，對針狀焦制備工藝本身的改進方案不多。

CN01140582.1公開了一種制備針狀焦的方法，在管式反應爐內放入原料，充入0.1-2MPa的惰性氣體，在密封后2-30秒內加熱到480-550℃的焦化溫度。待體系壓力超過原有壓力的0.2-1MPa后，即釋出氣體到原先的0.2-2MPa，然后再密封，直到反應爐內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，繼續焦化4-8小時。

CN200910012506.3公開了一種釜式焦化生產針狀焦的工藝方法，焦化釜內裝入原料油，在系統壓力為1.0～2.0MPa條件下，系統緩慢升溫至480～500℃，并控制適宜的氣體排放速率，系統溫度達到480～500℃時，恒溫2～6小時，并從焦化釜底吹入惰性氣體。系統升溫至520～550℃，繼續烤焦1～4h，反應生成的針狀焦沉積在焦化塔底。

CN200910187918.0公開了一種釜式焦化生產針狀焦的方法。焦化釜內裝入煤系原料或石油系原料，反應系統壓力控制為1.0～2.0MPa，反應系統緩慢升溫至400～450℃，并恒溫2～6小時，控制反應系統的排氣量為0.02～1.0h-1，恒溫結束后，由焦化釜底泵入占進料量1％～20％的輕烴，以5～10℃/h升溫至480～500℃，控制反應系統排氣量為0.02～1.0h-1，恒溫至系統排氣量不足0.01h-1時，系統升溫至520～550℃，烤焦1～2h。

上述方法制備的針狀焦產品的針狀纖維結構不明顯，表明其熱膨脹系數有待進一步的提高。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種釜式制備針狀焦的方法，該方法能生產具有明顯的針狀纖維結構的針狀焦，操作過程容易控制，簡單可行，適于工業應用。

一種釜式制備針狀焦的方法，包括如下步驟：

（1）焦化釜內裝入原料油，充惰性氣體至0.8~2.0MPa，恒壓升溫至400～480℃，恒溫恒壓2～6小時；

（2）步驟（1）中恒溫恒壓結束后，在保持溫度不變的條件下泄壓至0~0.5MPa，恒溫恒壓1~4h；

（3）步驟（2）中恒溫恒壓結束后，體系在恒溫條件下再次充惰性氣體使壓力為0.8~1.5MPa，然后在恒壓條件下體系以1~20℃/h升溫至490~510℃；

（4）系統繼續恒壓升溫至520～550℃，烤焦1～4h，反應生成的針狀焦沉積在焦化塔底。

本發明方法通過控制排氣量維持壓力恒定。排出的油氣經分離后可以得到氣體、輕餾分油、重餾分油等。

本發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，也可以是煤系原料和石油系原料的混合物。

本發明所述的惰性氣體為在反應系統中不發生反應的任何氣體，如氮氣、氫氣、C_1-4烷烴等，也可以是上述氣體的混合氣。

本發明方法在反應初期通過充入惰性氣體給體系一定壓力，使升溫過程中產生的大部分輕烴無法從原料油中逸出，強制“壓”在原料體系中，揮發性物質在系統中較大量的留存，通過溶解或氫轉移來緩和焦化反應，使焦化體系保持較低的粘度，利于中間相球體的充分成長、融并，有利于中間相各向異性發展。當體系中小球已經成長成熟，反應體系此時需要的只是充足的氣流逸出，達到定向排列目的，此時將反應系統的壓力大幅度降低，被壓制在原料中的揮發性物質被釋放出來，驅使中間相大分子縱向排列，中間各向異性單元有序度提高，同時也避免了反應后期由于輕烴無法逸出，高溫下結焦的問題。另外，優良針狀焦產品還必須滿足一定硬度和真密度，這就要求反應體系固化階段需要較高的壓力，由于體系中的揮發性物質基本揮發殆盡，體系自生壓無法達到較高壓力，因此本發明方法通過再次沖入惰性氣體，完成了較高壓力下固化操作。