[发明专利]采用压球工艺生产炭素中间体的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，属于一种炭材料及其原料生产炭素中间体的方法，特别涉及一种海绵状、蜂窝状、细颗粒状、粉状；鳞片状炭材料及其原料，采用压球工艺生产炭素中间体的方法。 

背景技术

石油焦是石油提炼最后一道工序剩余产品，随着炼油工业的发展和精细化工技术水平的提高，每吨石油中可提炼出更多高附加值化工产品，造成石油剩余物石油焦中有用成分大量减少。也就是说，石化企业科技进步为石油化工创造巨大升值空间，为社会创造更多价值，但给依赖石油焦原料生存的炭素工业带来的却是困难与挑战，石化企业无条件生产出石油焦，炭素企业有条件选择石油焦原料。目前，供销石油焦市场，能够达到炭材料、炭素制品原料技术要求的石油焦数量越来越少。存在的主要问题：石油焦气孔增大，气孔数量增多；石油焦疏松变软、强度降低；石油焦大颗粒越来越少，细颗粒粉料量越来越多。针对这些问题，科研人员，经过长期不懈努力，研究、攻关，通过原料预混合；高温煅烧；多级配料；增加粉料和煤沥青用量；添加微量元素等手段，同时采取真空混捏；高压成型；无氧焙烧等措施，才使上述问题得到缓解，但付出高强度、高能耗，高污染、高成本代价，走了一条治标不治本的发展道路，最终导致中国炭素材料及制品在国际市场长期低价位徘徊；中国的石油焦原料与国际先进水平同类石油焦原料最高形成10倍价格差，长期处于“物美价廉”状态。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的缺陷，采用压球生产工艺，通过压球机辊皮线压力，将炭原料在结合剂、粉料配合下，大气孔压扁使其变小，气孔数量减少；疏松软质炭结构，压密、压实，强度提高；细颗粒、粉料粘结成一体；减少气孔率、强度、颗粒组成波动变化；压球后的炭素坯体，经过焙烧、热处理即为型焦炭；用于生产炭材料、炭素制品，相当于混捏后待成型炭素物料称为炭素中间体，提供一种采用压球工艺生产炭素中间体的方法。

本发明采用压球工艺生产炭素中间体的方法内容简述： 

本发明采用压球工艺生产炭素中间体的方法，其特征在于：炭素中间体是选择煅后石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料，采用压球生产工艺，控制结合剂加入量7～16%，在高于结合剂软化点温度60℃条件下，混合、混捏，经过调整压球机辊皮线速度0.5～5m/min；线压比0.3～1.5t/mm，将海绵状或蜂窝状、松散状、细颗粒状、粉状、鳞片状炭材料及原料，压制成炭质均匀、定向排列、各向异性化的，体积密度1.65～1.80 g/cm³的炭素中间体；

其生产方法：采用原料选择→颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量控制→混合、或混捏→压球→炭素中间体特征：

（1）原料选择

采用煅后石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料；

颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量控制

按质量百分比计算，颗粒级配料＋结合剂＝100%；

颗粒级配：有二种方法；

①     生产炭素制品颗粒级配方法：在炭材料、炭素制品生产线以生产致密炭材料、炭素制品为目的颗粒级配，能够满足本发明生产炭素中间体的颗粒级配要求；

② 低成本颗粒级配方法：小于50mm以下的自然粒度料64~93%，小于0.1mm粉料0～20%；

（2）结合剂选择：

石油沥青及改性衍生产品、或煤沥青及改性衍生产品、或酚醛树脂，其中一种以上混合物为结合剂，要求结合剂的结焦值大于40%；

结合剂加入量控制：

结合剂加入量控制在7～16%之间，当采用的原料中含有结合剂时，要计算原料中已含有的结合剂数量；

（3）混合或混捏

采用热态混合、或混捏方式，根据不同温度下结合剂粘度变化，当选择煤沥青、石油沥青为结合剂时，将颗粒级配后原料加热到130～200℃，当选择酚醛树脂为结合剂时，将颗粒级配后原料加热到40～100℃，加入结合剂后，一起混合、或混捏1～60min；

（4）压球