《一种釜式制备针状焦的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种釜式制备针状焦的方法.pdf（5页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103045278 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103045278 A *CN103045278A* (21)申请号 201110313828.9 (22)申请日 2011.10.17 C10B 55/00(2006.01) (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22 号 申请人 中国石油化工股份有限公司抚顺石 油化工研究院 (72)发明人 初人庆 蒋立敬 杜正军 矫德卫 勾连忠 (54) 发明名称 一种釜式制备针状焦的方法 (57) 摘要 本发明公开一种釜式制备针状焦的方法， 包 括如下步骤 。
2、：（1）焦化釜内装入原料油， 升温至 430 480， 控制压力为 0.5 2.0MPa， 恒温 2 6 小时， 收集排出的油气并分离出 200400 馏分 ；（2）恒温结束后关闭排气口， 系统降温至 200400， 加入步骤 （1）中收集的 200400 馏分， 恒温 14h ；（3）恒温结束后， 系统缓慢升 温至 430500， 通过升温速度控制排气量为 0.011h-1， 系统压力为 0.5 2.0MPa ；（4） 系统升 温至 520 550， 烤焦 1 4h， 反应生成的针状 焦沉积在焦化塔底。该方法不仅能生产出高质量 的针状焦， 而且操作过程容易控制， 简单可行， 适 于工业应用。。
3、 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种釜式制备针状焦的方法， 包括如下步骤 ： （1） 焦化釜内装入原料油， 升温至 430 480， 控制压力为 0.5 2.0MPa， 恒温 2 6 小时， 收集排出的油气并分离出 200400馏分 ； （2） 恒温结束后关闭排气口， 系统降温至 200400， 加入步骤 （1） 中收集的 200400 馏分， 恒温 14h ； （3） 恒温结束后， 系统缓慢升温至 430500， 通过升温速度控制排气量为 0.0。
4、11h-1， 系统压力为 0.5 2.0MPa ； （4） 系统升温至 520 550， 烤焦 1 4h， 反应生成的针状焦沉积在焦化塔底。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述的排出油气经分离后得到气体、 轻馏 分油、 重馏分油。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 所述的200400馏分油以液态的形式从 焦化釜的上部加入。 4.根据权利要求1或3所述的方法， 其特征在于 ： 所述的200400馏分油先加入到焦 化釜的加料罐中， 然后通过阀门控制加入到焦化釜中， 或者通过油泵直接加入。 5. 优选通过加料罐加入馏分油。 6.根据权利要求4所述的方法， 其特征。
5、在于 ： 所述的200400馏分油先加入到焦化釜 的加料罐中， 然后通过阀门控制加入到焦化釜中。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于 ： 步骤 （3） 过程中所排放的油气经收集后可 循环使用。 8. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 原料油为煤系原料， 或者是石油系原料， 或者是煤系原料和石油系原料的共聚物。 9. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于 ： 所述的煤系原料为除去有害成分喹啉不 溶物的煤焦油或煤焦油沥青。 10. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于 ： 所述的石油系原料为石油重油、 乙烯焦 油、 催化裂化渣油或裂化渣油。 权 利 要 求 书 C。
6、N 103045278 A 2 1/3 页 3 一种釜式制备针状焦的方法 技术领域 0001 本发明涉及一种釜式制备针状焦的方法， 具体地说涉及一种用石油系或煤系原料 制备针状焦的方法。 背景技术 0002 针状焦是生产高功率、 超高功率石墨电极的主要原料， 其经济价值很高。目前， 针 状焦主要采用延迟焦化工艺生产， 选择适宜的原料， 在适宜的延迟焦化条件下获得针状焦。 生产针状焦时对原料一般具有较高的要求， 现有技术中关于针状焦生产技术主要集中在原 料的获取或制备方面， 如 CN00125962.8、 CN200510073095.0 等， 对针状焦制备工艺本身的 改进方案不多。 0003 。
7、CN01140582.1 公开了一种制备针状焦的方法， 在管式反应炉内放入原料， 充入 0.1-2MPa 的惰性气体， 在密封后 2-30 秒内加热到 480-550的焦化温度。待体系压力超过 原有压力的 0.2-1MPa 后， 即释出气体到原先的 0.2-2MPa， 然后再密封， 直到反应炉内的压 力不再超过原有压力的 0.2-1MPa 为止。反应炉内压力不变时， 继续焦化 4-8 小时。所制备 的针状焦具有高取向度的流线型光学结构。上述发明存在下列不足 ： （1） 发明要求将物料 在 2 30s 内加热到 480 550， 在工业上较难以实现 ；（2） 发明提出采用事先在装满原 料的反应器。
8、内充惰性气体， 然后在反应中释放出制备出针状焦的方法， 由于惰性气体只能 够充填到反应器上部空间， 不可能溶解在物料中， 因此反应过程中释放气体， 惰性气体的流 动不会对中间相的有序性产生影响 ；（3） 反应后期以聚合反应为主， 裂化气生成速率减慢， 不足以形成足够侧压力和剪切力， 使整个各项异性区域在气流排出时强制定向排列。 因此， 该方法获得针状焦的产品性能需要进一步提高。 0004 CN200910012506.3 公开了一种釜式焦化生产针状焦的工艺方法， 焦化釜内装入 原料油， 在系统压力为 1.0 2.0MPa 条件下， 系统缓慢升温至 480 500， 并控制适宜 的气体排放速率，。
9、 系统温度达到 480 500时， 恒温 2 6 小时， 并从焦化釜底吹入惰性 气体。系统升温至 520 550， 继续烤焦 1 4h， 反应生成的针状焦沉积在焦化塔底。 CN200910187918.0 公开了一种釜式焦化生产针状焦的方法。焦化釜内装入煤系原料或石 油系原料， 反应系统压力控制为 1.0 2.0MPa， 反应系统缓慢升温至 400 450， 并恒温 2 6 小时， 控制反应系统的排气量为 0.02 1.0h-1， 恒温结束后， 由焦化釜底泵入占进料 量 1 20的轻烃， 以 5 10 /h 升温至 480 500， 控制反应系统排气量为 0.02 1.0h-1， 恒温至系统排。
10、气量不足0.01h-1时， 系统升温至520550， 烤焦12h。 上述方 法虽然解决了 CN01140582.1 中存在的问题， 制备出了较高品质的针状焦， 但还存在以下不 足 ： 首先在焦化的过程中需要持续的通入惰性气体或轻烃组分， 为动态控制温度、 压力、 排 气量等参数带来不便， 增加了操作的繁琐性 ； 其次， 无论从焦化塔底吹入惰性气体还是轻烃 组分， 在系统内部互溶性差且易造成气流分布不均， 导致得到的针状焦局部镶嵌结构太多， 从而影响了得到的针状焦性能。 说 明 书 CN 103045278 A 3 2/3 页 4 发明内容 0005 针对现有技术的不足， 本发明提供了一种釜式制。
11、备针状焦的方法， 该方法不仅能 生产出高质量的针状焦， 而且操作过程容易控制， 简单可行， 适于工业应用。 0006 一种釜式制备针状焦的方法， 包括如下步骤 ： （1） 焦化釜内装入原料油， 升温至 400 440， 控制压力为 0.5 2.0MPa， 恒温 2 6 小时， 收集排出的油气并分离出 200400馏分 ； （2） 恒温结束后关闭排气口， 系统降温至 200400， 加入步骤 （1） 中收集的 200400 馏分， 恒温 14h ； （3） 恒温结束后， 系统缓慢升温至 430500， 通过升温速度控制排气量为 0.011h-1， 系统压力为 0.5 2.0MPa ； （4） 系。
12、统升温至 520 550， 烤焦 1 4h， 反应生成的针状焦沉积在焦化塔底。 0007 本发明方法中所述排出的油气经分离后可以得到气体、 轻馏分油、 重馏分油等。 0008 本发明方法中所述的 200400馏分油以液态的形式从焦化釜的上部加入。所述 的 200400馏分油可以先加入到焦化釜的加料罐中， 然后通过阀门控制加入到焦化釜中， 也可以通过油泵直接加入， 优选通过加料罐加入馏分油。 0009 本发明方法中步骤 （3） 过程中所排放的油气经收集后可循环使用。 0010 本发明方法中所述的原料油可以为煤系原料如除去有害成分喹啉不溶物的煤焦 油或煤焦油沥青， 也可是石油系原料如石油重油、 乙。
13、烯焦油、 催化裂化渣油或热裂化渣油， 也可以是煤系原料和石油系原料的共聚物。 0011 本发明方法的原理如下 ： 原料在加热到一定程度后， 产生中间相小球。 这些中间相 小球在形成、 增长、 融并过程中， 在不同阶段反应体系中产生不同量的气体。在反应初期过 程中， 体系是以裂化反应为主， 裂化气的运动促进了球晶的充分成长， 裂化气以气泡的形式 离开体系， 在一定的压力配合下， 气体的逸出使流动的各项异性区域强制沿气流方向有序 取向， 这些区域的有序排列对获得高质量针状焦是必要的。 随着反应深度的加深， 系统中的 轻组分和可裂化组分越来越少， 导致气体的逸出速率不足以对系统中的各向异性区域产生 。
14、足够剪切力。 0012 本发明方法在低温下加入系统生成的 200400馏分并恒温一段时间， 相比从 焦化釜底部通入惰性气体或轻烃， 其能更充分且均匀溶解在系统内部， 然后再缓慢升温至 500， 溶解在系统内的 200400馏分便从体系内均匀逸出， 系统内部便有均匀、 足够的气 体逸出速率， 起到充分的 “拉焦” 作用， 减少了针状焦镶嵌结构。另外加入的 200400馏分 充分溶解在系统内部， 同时也降低了体系粘度， 对小球体的充分融并也起到了积极作用， 进 而提高了针状焦产品性能。 0013 本发明方法中 200400的馏分油一次性加入， 与现有技术相比， 无需控制焦化釜 底部惰性气体或轻烃的。
15、通入量， 在得到高质量针状焦的同时减少并简化了操作条件， 使反 应过程容易控制， 适于工业应用。 具体实施方式 0014 实施例 1 （1） 以催化裂化渣油为原料， 关闭定压阀， 系统缓慢升温， 待系统压力达到 1.5MPa 时， 说 明 书 CN 103045278 A 4 3/3 页 5 调节定压阀， 使系统压力恒定在1.5MPa， 当系统缓温度达到450时， 恒温3小时， 收集该过 程中排出的油气并分离出 200400馏分 ； （2） 恒温结束后关闭定压阀， 系统降温至 300， 通过加料罐向焦化釜内加入收集的 200400馏分油， 恒温 1h ； （3） 恒温结束后， 系统缓慢升温至 。
16、500， 通过升温速度控制排气量为 0.04h-1， 压力为 1.5MPa ； （4） 系统升温至 520， 烤焦 2h， 反应生成的针状焦沉积在焦化塔底。生产出的石油系 针状焦产品性能指标见表 1。 0015 实施例 2 （1） 以除去有害成分喹啉不溶物的煤焦油为原料， 关闭定压阀， 系统缓慢升温， 待系统 压力达到 1.0MPa 时， 调节定压阀， 使系统压力恒定在 1.0MPa， 当系统缓温度达到 430时， 恒温 5 小时， 收集该过程中排出的油气并分离出 200400馏分 ； （2）恒温结束后关闭定压阀， 系统降温至 250， 通过油泵向焦化釜内加入收集的 200400馏分油， 恒温。
17、 3h ； （3） 恒温结束后， 系统缓慢升温至 480， 通过升温速度控制排气量为 0.5h-1， 压力为 1.0MPa ； （4） 系统升温至 540， 烤焦 5h， 反应生成的针状焦沉积在焦化塔底。生产出的煤系针 状焦产品性能指标见表 1。 0016 对比例 1 按照 CN200910187918.0 所述的方法。以催化裂化渣油为焦化原料， 装入焦化釜， 关闭定压阀， 系统缓慢升温， 待系统压力达到 1.5MPa 时， 调节定压阀， 使系统压力恒定在 1.5MPa， 并控制气体以0.04h-1速率排出， 当系统温度达到450时， 恒温3小时， 控制反应系 统的排气量为0.04 h-1。 。
18、恒温结束后， 由焦化釜底泵入占焦化原料体积8%的轻烃， 轻烃的初 馏点为60， 终馏点为180， 系统以5/h升温至500， 控制反应系统排气量为0.04h-1， 当系统排气量不足 0.01 h-1时， 系统缓慢升温至 520， 烤焦 2h， 产品性质列于表 1 中。 0017 对比例 2 按照 CN200910012506.3 所述的方法。以催化裂化渣油为原料， 关闭定压阀， 系统缓慢 升温， 待系统压力达到 1.5MPa 时， 调节定压阀， 使系统压力恒定在 1.5MPa， 并控制气体以 0.04h-1速率排出， 当系统缓温度达到 500时， 恒温 3 小时， 并从焦化釜底吹入惰性气体氮 气， 保持排出气体速率为 0.05 h-1。恒温结束后， 停止吹入惰性气体， 系统升温至 520， 烤 焦 2h， 产品性质列于表 1。 表实施例及对比例生产的状焦性质 数据实施例 1 实施例 2 对比例对比例 挥发分 V，（wt）0.450.480.480.51 灰 分 A，（wt）0.100.140.12 0.13 硫 分 S，（wt）0.260.300.260.26 真比重，（g/ml）2.112.122.122.13 长宽比 K2.322.292.282.25 热膨胀系数 CTE，（10-6/）0.961.061.081.10 说 明 书 CN 103045278 A 5 。