[發明專利]一種最大化利用煤焦油生產煤系針狀焦的生產方法

有效

• 申請號: 201811206144.7
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109370631B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 趙寧;毛世強;李秀輝;呂子勝;王彥軍;述子清;王雄雄;劉寧;姬銳;劉偉;趙修洪
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司
• 主分類號: C10B55/00
• 分類號: C10B55/00;C10C1/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜

本發明屬于煤化工技術領域，公開了一種最大化利用煤焦油生產煤系針狀焦的方法，所述方法將煤焦油瀝青和溶劑混合后，經分離得到輕相和重相，去除輕相中的溶劑得到凈化煤焦油瀝青，對凈化煤焦油瀝青進行焦化處理得到煤系針狀焦，所述方法使用的溶劑中含有較多≤200℃的輕質餾分，相比于含大量重質餾分的溶劑，本發明的溶劑密度較低，將其與煤焦油瀝青混合后，形成的輕相更易與重相分離，且因溶劑中含有大量的輕質餾分，去除輕相中的溶劑時所述溶劑更易與凈化煤焦油瀝青分離，降低了溶劑的回收能耗，提高了溶劑的回收率，降低了生產成本。

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，涉及針狀焦的生產，具體涉及一種最大化利用煤焦油生產煤系針狀焦的方法。

背景技術

針狀焦是一種優質碳素材料，由于粉碎后呈細長的針狀結構而得名，它取向性好，導電、導熱性能強，是制造高級石墨電極的主要原料，用針狀焦生產的超高功率石墨電極具有電阻率低、體積密度大、機械強度高、熱膨脹系數小、抗熱震性能好等優點。針狀焦石墨化制品被廣泛應用于電爐煉鋼電極、核反應堆減速材料及火箭技術等領域。

目前生產的針狀焦根據其使用原料的不同可以分為石油系針狀焦和煤系針狀焦兩大類。其中，石油系針狀焦是以石油重質油為原料生產，煤系針狀焦則是以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產。在針狀焦生產初期，石油系針狀焦占主導地位，其后由于石油價格居高不下以及石油加工的日趨輕質化，致使石油系針狀焦原料減少，于是自上世紀70年代后期開始，煤系針狀焦的制備得到了廣泛發展。煤系針狀焦的形成須經歷不穩定中間相小球體的形成以及小球體的生長和融并過程，而煤焦油瀝青原料中的甲苯不溶-喹啉可溶物(QS-TI)和喹啉不溶物(QI)會阻礙中間相小球體的進一步長大和融并，從而不能形成纖維結構良好的煤系針狀焦。因此，為了得到高品質的煤系針狀焦，首先必須對生產煤系針狀焦的煤焦油瀝青進行預處理以脫除其中的QS-TI及QI成分，然后對得到的凈化煤焦油瀝青進行焦化處理。如中國專利文獻CN103509572A公開了一種利用溶劑法制備高品質煤系針狀焦的工藝，該工藝使煤系原料與溶劑混合，通過物理分離除去喹啉不溶物，分離之后對澄清液進行蒸餾，對蒸餾后的重質餾分進行加氫處理，然后焦化得到煤系針狀焦。然而，該工藝中使用的溶劑其重質餾分含量高，溶劑密度較大，與煤系原料混合后，不易分離，增大了溶劑回收的難度，提高了生產成本高；此外，該工藝中沒有對高喹啉不溶物殘渣進行綜合利用，降低了煤系原料的整體利用率，不利于提高環境經濟效益；另外，隨著溶劑重復回收利用次數的增加，其凈化煤焦油瀝青的性能也會隨之下降。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有制備煤系針狀焦的工藝存在溶劑回收難度大、沒有對原料綜合利用以及溶劑重復回收利用后性能下降的問題，從而提供一種最大化利用煤焦油生產煤系針狀焦的方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種最大化利用煤焦油生產煤系針狀焦的方法，包括煤焦油瀝青的凈化步驟和凈化煤焦油瀝青的焦化步驟，所述煤焦油瀝青的凈化步驟包括如下步驟：

(1)蒸餾煤焦油和/或焦化油氣，將得到的殘渣作為原料煤焦油瀝青；將得到的150～270℃餾分作為芳香烴溶劑；將得到的270～360℃餾分和/或分餾塔塔頂油氣與脫酚油混合后經加氫處理得到的產物再經分餾得到的130～310℃餾分作為所述脂肪烴溶劑；將上述芳香烴溶劑和脂肪烴溶劑混合，得到混合溶劑；

(2)將上述混合溶劑與煤焦油瀝青混合，得到煤焦油瀝青和混合溶劑的混合物；

(3)分離所述煤焦油瀝青和混合溶劑的混合物，得到輕相和重相；

(4)將所述輕相和所述重相分別排出；

(5)分別去除所述輕相與重相中的混合溶劑，得到凈化煤焦油瀝青及副產粘結劑瀝青，回收得到的混合溶劑作為步驟(1)中的溶劑。

進一步地，步驟(1)中所述芳香烴溶劑與脂肪烴溶劑混合的質量比為5：5～7：3。