[发明专利]一种生产均质石油针状焦的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产石油焦的方法，更具体地说，涉及一种利用石油加工过程中富含芳烃的石油渣油或馏分油生产优质均质针状焦的方法。

发明背景

石油焦由于其碳含量高、灰分及其它杂质含量低，作为还原剂广泛用于冶金、炼硅等行业。优质石油针状焦是生产超高功率和高功率石墨电极的重要原材料之一，石墨电极主要用于电炉炼钢工业。随着我国钢铁工业的快速发展，对优质石油焦的需求也逐年增加。

除原料供应不足外，生产过程中得到的针状焦质量不稳定也是优质石油针状焦的生产规模一直不能扩大的另一个原因。尽管某些工艺生产得到的石油针状焦主要指标如热膨胀系数、硫含量、灰分、挥发分可以达到优质针状焦的质量水平，但另一些指标如抗磨性、颗粒度一直没有得到很好的控制，另外，现有工艺生产的石油针状焦质量的一致性较差，无法满足下游用户对优质针状焦质量的一致性的要求，

石油焦是由半连续的延迟焦化装置生产的，延迟焦化原料连续进料，通过加热炉加热后，进入焦化塔进行热裂化和缩合反应，产生的石油焦留在焦炭塔内，而裂化产生的油气连续从焦化塔顶溢出进入分馏塔。当焦化塔内的石油焦聚结到一定高度时，将原料切换到另一个焦化塔中。因此延迟焦化进料是连续的，而焦化结焦过程是间歇的。在焦化塔内的石油焦是由不同阶段的焦化原料反应形成的，反应前期塔内温度低，原料反应时间长，形成的针状焦质量较好，而在生焦后期，反应温度高，焦化反应时间短，形成的石油焦挥发分较高，强度较低，粉焦量增大，颗粒度降低，针状焦质量较差。因此造成焦炭塔内石油针状焦的上、中、下部位的质量存在明显差异，这种不同部位针焦质量的差异直接影响下游用户的石墨电极的成品率和质量。

石油针状焦在制备石墨电极时，首先需要将一定颗粒度的煅烧后针状焦与粘结沥青混合，挤压成型；经过反复焙烧、沥青浸渍，最后经过2200℃以上的高温石墨化才能生产出合格的石墨电极，该过程通常需要三个月以上。因此针状焦原料的性质直接决定生产石墨电极的配方和工艺，针状焦质量不均匀可能在生产石墨电极高温焙烧和石墨化过程中产生裂纹，降低石墨电极的成品率和质量。而该工艺和配方的调整确定需要经过实际生产确定，所以针状焦质量的稳定型和一致性是针状焦产品性能关键指标之一。现有技术中，通常通过对生产针状焦的原料进行预处理，再经延迟焦化生产针状焦，以提高针状焦产品质量。例如CN1382761A公开的生产针状焦原料的预处理方法，采用润滑油抽出液萃取催化裂化澄清油脱除其中的催化剂粉末，然后再经延迟焦化生产针状焦。CN1872963A先将生产针状焦的原料经减压蒸馏和加氢处理，使针焦生产原料的灰分和硫含量大幅下降，然后再经延迟焦化生产针状焦。以上方法可以提高针状焦产品质量，但无法提高针状焦质量的均匀性和强度。

US5128026通过对生产针状焦原料氧化预处理改善延迟焦化生产针状焦的产品质量均匀度，该方法可以提高针焦热膨胀系数的均匀度，而对针焦强度没有改善。另外造成原料和产品的氧含量升高，影响针焦质量。US5286371采用渣油加氢处理、溶剂脱沥青以及催化原料加氢处理等装置组合，保证延迟焦化生产针焦的硫含量、热膨胀系数等指标符合优质针焦的要求。不能提高针焦质量均匀度和强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种焦化塔上、中、下不同部位针状焦质量一致、强度均匀的延迟焦化方法。

一种生产均质石油针状焦的方法，包括以下步骤：

(1)焦化原料经加热炉加热至相对较低温度后进入焦化塔，使焦化塔维持在390℃～460℃，焦化原料进行热裂化及缩合反应，形成中间相液晶，生成的油气进入分馏塔，分馏得到气体及轻质馏分油、中间馏分油和重质馏分油；

(2)逐渐升高加热炉出口温度，同时将分馏塔出来的重质馏分油和焦化原料一起进料，重质馏分油和焦化原料的重量比为0.1～2.0，当焦化塔内物料温度升至450℃～480℃时，中间相液晶开始固化；

(3)进一步升高加热炉出口温度，同时将分馏塔出来的中间馏分油作为加热炉进料，焦化塔内温度达到460℃～510℃后，焦化塔内的中间相液晶固化形成针状焦，当针状焦聚结到一定高度后，停止进料结束焦化。

本发明提供的一种生产均质针状焦的方法的有益效果为：

本发明提供的方法解决了现有针状焦生产中同一焦化塔内存在的针焦质量不均匀、强度偏低问题，通过对延迟焦化进料方式及工艺操作条件进行改进，保证在延迟焦化的焦炭塔焦化塔上、中、下不同部位针状焦热膨胀系数、挥发分等主要质量指标更加一致，石油焦的抗磨指数得到明显改善。

附图说明