專利名稱：一種釜式焦化生產(chǎn)針狀焦的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備針狀焦的工藝方法，具體地說，是采用釜式焦化工藝生產(chǎn)針 狀焦的方法，同時得到副產(chǎn)品輕質(zhì)餾分油。
背景技術(shù)：
針狀焦是生產(chǎn)高功率、超高功率石墨電極的主要原料，其經(jīng)濟價值很高。目前，針 狀焦主要采用延遲焦化工藝生產(chǎn)，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(chǎn)針狀焦時對原料一般具有較高的要求，現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于針狀焦生產(chǎn)技術(shù)主要集中在原 料的獲取或制方面，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(nèi)放入原料，充入 0. l-2MPa的惰性氣體，在密封后2-30秒內(nèi)加熱到480_550°C的焦化溫度。待體系壓力超過 原有壓力的0. 2-lMPa后，即釋出氣體到原先的0. 2-2MPa，然后再密封，直到反應爐內(nèi)的壓 力不再超過原有壓力的0.2-lMPa為止。反應爐內(nèi)壓力不變時，繼續(xù)焦化4-8小時。所制備 的針狀焦具有高取向度的流線型光學結(jié)構(gòu)。上述發(fā)明存在下列不足(1)發(fā)明要求將物料 在2 30s內(nèi)加熱到480 550°C，在工業(yè)上較難以實現(xiàn)；(2)發(fā)明提出采用事先在裝滿原 料的反應器內(nèi)充惰性氣體，然后在反應中釋放出制備出針狀焦的方法，由于惰性氣體只能 夠充填到反應器上部空間，不可能溶解在物料中，因此反應過程中釋放氣體，惰性氣體的流 動不會對中間相的有序性產(chǎn)生影響；(3)反應后期以聚合反應為主，裂化氣生成速率減慢， 不足以形成足夠側(cè)壓力和剪切力，使整個各項異性區(qū)域在氣流排出時強制定向排列。因此， 該方法獲得針狀焦的產(chǎn)品性能需要進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種流程簡單、投資小的釜式焦化生產(chǎn)高質(zhì) 量針狀焦的工藝方法。本發(fā)明釜式焦化生產(chǎn)針狀焦的工藝方法包括如下步驟(1)焦化釜內(nèi)裝入原料油，反應系統(tǒng)壓力控制為1. 0 2. OMPa ；(2)反應系統(tǒng)升溫至480 500°C，并恒溫2 6小時，反應系統(tǒng)產(chǎn)氣量不足時，從 焦化釜底吹入惰性氣體，使反應系統(tǒng)的排氣量按體積空速計達到0. 02 1. OtT1，排氣量單 位為排氣量標準狀態(tài)下的體積與原料油體積比；(3)恒溫結(jié)束后，停止吹入惰性氣體，系統(tǒng)升溫至520 550°C，烤焦1 4h，反應 生成的針狀焦沉積在焦化塔底。反應過程排放氣包括經(jīng)分離可以得到氣體、輕餾分油、重餾分油等。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浙青，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 油系原料的共聚物。
所需的惰性氣體為在反應系統(tǒng)中不發(fā)生反應的任何氣體，如氮氣、氫氣、Cy烷烴 等，也可以是混合氣體。本發(fā)明方法的原理如下原料在加熱到一定程度后，產(chǎn)生中間相小球。這些中間相 小球在形成、增長、融并過程中，在不同階段反應體系中產(chǎn)生不同量的氣體。在反應初期過 程中，體系是以裂化反應為主，裂化氣的運動促進了球晶的充分成長，裂化氣以氣泡的形式 離開體系，在一定的壓力配合下，氣體的逸出使流動的各項異性區(qū)域強制沿氣流方向有序 取向，這些區(qū)域的有序排列對獲得高質(zhì)量針狀焦是必要的；在反應后期過程中，體系是以聚 合反應為主，只有少量裂化氣產(chǎn)生，此時從焦化釜底緩慢充入惰性氣體補償，使各項異性區(qū) 域沿著氣流方向產(chǎn)生足夠側(cè)壓力和剪切力，從而形成強烈的氣流沖刷，從而使整個各項異 性區(qū)域在氣流排出時強制定向排列，進而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
具體實施例方式實施例1以催化裂化渣油為原料，裝入焦化釜，關(guān)閉定壓閥，系統(tǒng)緩慢升溫，待系統(tǒng)壓力達 到1. 5MPa時，調(diào)節(jié)定壓閥，使系統(tǒng)壓力恒定在1. 5MPa，并控制氣體以0. 041Γ1速率排出，當 系統(tǒng)緩溫度達到480°C時，恒溫3小時，并從焦化釜底吹入惰性氣體氮氣，保持排出氣體速 率為0. OSh-10恒溫結(jié)束后，停止吹入惰性氣體，系統(tǒng)升溫至520°C，烤焦3h，試生產(chǎn)出石油 系針狀焦產(chǎn)品，其性能指標為揮發(fā)分V，(wt%)0. 50
灰分 A，(wt% )0. 10
硫分 S，(wt% )0. 26
真比重，(g/ml)2. 12
長寬比K2. 04
熱膨脹系數(shù)CTE，(X10_6,C) 0. 94(100-600°C )
比較例1
按照實施例1所述的方法和操作條件，只是不補充惰性氣體，產(chǎn)品性質(zhì)如下
揮發(fā)分V，(wt%)0. 51
灰分 A，(wt% )0. 12
硫分 S，(wt% )0. 27
真比重，(g/ml)2. 08
長寬比K1. 54
熱膨脹系數(shù)CTE，(X10_6/°C) 1.18(100-600°。)
實施例2
以除去有害成分喹啉不名存物的煤焦油為原料，裝入焦化釜，關(guān)閉定壓閥，系統(tǒng)緩慢
升溫，待系統(tǒng)壓力達到2. OMPa時，調(diào)節(jié)定壓閥，使系統(tǒng)壓力恒定在2. OMPa，并控制氣體以 0. OetT1速率排出，當系統(tǒng)緩溫度達到480°C時，恒溫4小時，并從焦化釜底吹入惰性氣體氫 氣，保持排出氣體速率為0. OSh-1。恒溫結(jié)束后，停止吹入惰性氣體，系統(tǒng)升溫至530°C，烤焦 2h，試生產(chǎn)出煤系針狀焦產(chǎn)品，其性能指標為
揮發(fā)分 V，(wt%)0. 59
4
灰分 A，(wt% )0. 09
硫分 S，(wt% )0. 17
真比重，(g/ml)2. 21
長寬比K2. 06
熱膨脹系數(shù)CTE，(X10_6,C) 0. 93(100-600°C )
比較例2
按照實施例2所述的方法和操作條件，只是不補充惰性氣體，產(chǎn)
揮發(fā)分V，(wt%)0. 56
灰分 A，(wt% )0. 11
硫分 S，(wt% )0. 20
真比重，(g/ml)2. 15
長寬比K1. 57
熱膨脹系數(shù)CTE，(X10_6/°C ) 1. 16(100-600°C )。
權(quán)利要求
一種釜式焦化生產(chǎn)針狀焦的工藝方法，包括如下內(nèi)容(1)焦化釜內(nèi)裝入原料油，反應系統(tǒng)壓力控制為1.0～2.0MPa；(2)反應系統(tǒng)升溫至480～500℃，并恒溫2～6小時，反應系統(tǒng)產(chǎn)氣量不足時，從焦化釜底吹入惰性氣體，使反應系統(tǒng)的排氣量按體積空速計達到0.02～1.0h 1；(3)恒溫結(jié)束后，停止吹入惰性氣體，系統(tǒng)升溫至520～550℃，烤焦1～4h，反應生成的針狀焦沉積在焦化塔底。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于原料油為煤系原料，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。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的煤系原料為除去有害成分喹啉不 溶物的煤焦油或煤焦油浙青，所述的石油系原料為石油重油、乙烯焦油、催化裂化渣油或裂 化渣油。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的惰性氣體為在反應系統(tǒng)中不發(fā)生 反應的任何氣體。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于所述的惰性氣體為氮氣、氫氣、Cy烷 烴，或者是上述氣體的任意混合氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種釜式焦化生產(chǎn)針狀焦的工藝方法。焦化釜內(nèi)裝入原料油，在系統(tǒng)壓力為1.0～2.0MPa條件下，系統(tǒng)緩慢升溫至480～500℃，并控制適宜的氣體排放速率，系統(tǒng)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(tǒng)升溫至520～550℃，繼續(xù)烤焦1～4h，反應生成的針狀焦沉積在焦化塔底。本發(fā)明方法流程簡單、投資小，可以生產(chǎn)高質(zhì)量針狀焦。
文檔編號C10B55/00GK101942314SQ20091001250
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者初人慶, 勾連忠, 張學萍, 鄭慶華 申請人:中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院