[发明专利]一种制备针状焦原料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备针状焦原料的方法。

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材料。优质针状焦价格较高，可作为电炉炼钢用超高功率石墨电极、电动汽车用超级电容器、通讯电池用锂离子电极而被广泛应用。在针状焦生产中最关键的影响因素是原料性质，原料性质越好得到的针状焦产品等级越高。一般要求生产针状焦的原料中芳烃含量达到30％-50％，胶质、沥青质低于1％、灰分低于100ug/g、硫含量低于0.5％。催化裂化油浆富含的大量芳烃组分是生产针状焦的理想组分。由于原料的限制目前多数催化裂化油浆的性质不能满足上述要求，属于劣质油浆，杂质多、胶质与沥青质含量高，这些组分及杂质会严重影响针状焦的制备过程，使生产的针状焦质量下降甚至不会生成针状焦。如果将上述组分及杂质分离，劣质的催化裂化油浆则是理想的针状焦原料。目前，占催化裂化油浆产量大多数的劣质油浆主要用于调合燃料油或掺入减渣作为延迟焦化的原料，在上述过程中大量的芳烃组分成为燃料油组分与普通焦炭，这无疑是极大的浪费。如何利用现有工艺，使劣质催化裂化油浆满足针状焦原料的要求是亟待解决的问题。

CN101724420B公开了一种利用延迟焦化工艺处理催化裂化油浆和常规焦化原料生产针状焦原料的方法。在该方法中油浆从焦炭塔中上部进料，常规焦化原料从焦炭塔底进料，在焦炭塔内油浆与高温油气相接触，除去不利于针状焦生产的组分，通过焦化分馏塔的侧线获得焦化蜡油作为针状焦原料。在该方法中由于油浆不经过加热炉辐射段，温度较低且油浆全部从中上部进料，停留时间较短，这使得部分胶质、沥青质不能充分反应，就会被油气携带到焦化蜡油中；另一方面若原料油浆中的硫含量较高，焦化蜡油中的硫含量很难满足要求，因此该方法的应用受到相当的限制。此外，延迟焦化的主要反应器是焦炭塔，在焦炭塔内原料转化为油气与焦炭，传统延迟焦化工艺中大量芳烃组分来不及从焦炭塔离开就转化为焦炭，降低了针焦原料的产量。

CN1872963A公开了一种生产针状焦的原料预处理方法，原料油先经减压蒸馏脱除其中非理想组分，剩余的理想组分与氢气、加氢催化剂接触，加氢反应物流经分离得到生产针状焦的原料。该方法需要单独的过滤、减压蒸馏装置，投资较大，并且通过该方法得到的针状焦原料中仍然含有一定量的胶质，会影响针状焦的质量生产高等级的针状焦产品较为困难。

发明内容

本发明目的在于提供一种新的制备针状焦原料的方法，通过本发明的方法能够制备优质的针状焦原料，并且能够扩展针状焦的原料来源。

本发明提供一种制备针状焦原料的方法，该方法包括将经过加热炉辐射段加热的混合原料注入焦炭塔中进行延迟焦化反应，并将延迟焦化反应产生的油气进行分馏，得到蜡油组分；其中，所述混合原料含有催化裂化油浆和延迟焦化原料，在延迟焦化反应过程中，在所述焦炭塔顶部通过管线注入冷却油和/或冷却水，在焦炭塔底部注入蒸汽，注入冷却油和/或冷却水的管线伸入焦炭塔中，且所述冷却油和/或冷却水中含有脱硫、脱氮催化剂。

在本发明的所述制备方法中，在所述焦炭塔的顶部通过管线注入冷却油和/或冷却水，并适当控制伸入焦炭塔内的注入冷却油和/或冷却水的管线长度，可以降低焦炭塔上部温度有利于减少利于生产针状焦的芳烃组分在焦炭塔内的反应。

在所述焦炭塔的顶部通过管线注入冷却油和/或冷却水，可以降低焦炭塔上部温度，从而有利于减少利于生产针状焦的芳烃组分在焦炭塔内的反应。

在本发明的所述制备方法中，冷却油和/或冷却水是通过管线以水柱的形式注入的，使得冷却油和/或冷却水不会以微小液滴的形式直接携带到大油气管线中。

在本发明的所述制备方法中，通过在焦炭塔底部注入蒸汽，能够有效地保持生焦孔道及降低易发生二次反应组分的停留时间。

在本发明的所述制备方法中，焦化原料与催化裂化油浆中的胶质、沥青质通过一系列的裂化及缩合反应，以生成馏分油与焦炭的形式得到脱除，金属杂质也作为焦炭的组分得到脱除，硫、氮因为在脱硫、脱氮催化剂存在条件下得到降低。

另外，在本发明的所述制备方法中，由于沥青质、胶质与金属能够在焦炭塔已经进行了脱除，且硫、氮也能够得到降低。因此，本发明的制备方法特别适用于性质较差的催化裂化油浆(例如：沥青质大于4重量％(优选为4-15重量％、灰分大于0.2重量％(优选为0.2-1重量％)、硫含量大于0.8重量％(优选为0.8-3重量％))。此外，由于本发明的制备方法能够适用于性质较差的催化裂化油浆，由此能够扩展针状焦的原料来源。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。