[发明专利]一种釜式焦化生产针状焦的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备针状焦的工艺方法，具体地说，是采用釜式焦化工艺生产针状焦的方法，同时得到副产品轻质馏分油。

背景技术

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。

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。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种流程简单、投资小的釜式焦化生产高质量针状焦的工艺方法。

本发明釜式焦化生产针状焦的工艺方法包括如下步骤：

(1)焦化釜内装入原料油，反应系统压力控制为1.0～2.0MPa；

(2)反应系统升温至480～500℃，并恒温2～6小时，反应系统产气量不足时，从焦化釜底吹入惰性气体，使反应系统的排气量按体积空速计达到0.02～1.0h^-1，排气量单位为排气量标准状态下的体积与原料油体积比；

(3)恒温结束后，停止吹入惰性气体，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。

反应过程排放气包括经分离可以得到气体、轻馏分油、重馏分油等。

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。

所需的惰性气体为在反应系统中不发生反应的任何气体，如氮气、氢气、C_1-4烷烃等，也可以是混合气体。

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；在反应后期过程中，体系是以聚合反应为主，只有少量裂化气产生，此时从焦化釜底缓慢充入惰性气体补偿，使各项异性区域沿着气流方向产生足够侧压力和剪切力，从而形成强烈的气流冲刷，从而使整个各项异性区域在气流排出时强制定向排列，进而保证了产品质量。

具体实施方式

实施例1

以催化裂化渣油为原料，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，当系统缓温度达到480℃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0.05h^-1。恒温结束后，停止吹入惰性气体，系统升温至520℃，烤焦3h，试生产出石油系针状焦产品，其性能指标为：

挥发分V，(wt％)               0.50

灰分A，(wt％)                 0.10

硫分S，(wt％)                 0.26

真比重，(g/ml)                2.12

长宽比K                       2.04