[发明专利]一种煤基原料生产针状焦的工艺方法

说明书

本发明公开了一种煤基原料生产针状焦的工艺方法，所述方法为煤焦油首先进行超临界萃取分离后得到煤焦油轻组分和煤焦油重组分，煤焦油重组分预处理后得到的预处理后煤焦油重组分与助剂混合进入沸腾床反应器，反应后液体产物分馏得到轻组分和重组分，所述的重组分进入焦化装置进行焦化反应，分离后得到气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化蜡油和针状焦。采用本发明方法得到的精制混合原料具有喹啉不溶物含量低，S、N杂质含量低等优点，生产得到的针状焦具有热膨胀系数小，硫含量低，灰分低等优点。

技术领域

本发明涉及一种生产针状焦的工艺方法，具体地说是采用煤系针状焦原料生产优质针状焦的工艺方法。

背景技术

针状焦是煤系或油系原料在进行热转化过程中产生的一种性质特殊的焦炭。针状焦是炭素工业的一种重要原材料，具有热膨胀系数低、石墨化性能好等优点。破碎后外形呈针状，在显微镜下具有明显的纤维状结构和较高的各向异性，在国防工业和民用工业中有其特殊用途和重要意义，尤其是采用针状焦制成的超高功率电极炼钢，可提高炼钢效率、减少电耗、降低炼钢成本，具有显著的经济效益和社会效益。

针状焦根据原料来源可分为煤系针状焦和石油系针状焦，其中，煤系针状焦以煤焦油、煤焦油沥青以及通过直接加氢裂化煤制得的液体产物以及几种原料的共炭化。煤焦油沥青中含有一定量的喹啉不溶物，它不仅是一些高分子树脂状物质受热聚合生成的无定形碳，还有从炼焦炉碳化室随煤气带来的煤粉和焦粉等，属于针状焦原料中的杂质，在针状焦形成过程中，它们附着在中间相周围，阻碍球状晶体的长大、融并，焦化后也不能得到纤维结构良好的针状焦组织，严重影响针状焦的质量。为了生产优质针状焦，必须对煤系针状焦原料进行净化处理，除去喹啉不溶物，专利CN1912053A公开了一种针状焦的制备方法。具体包括以煤沥青、煤焦油、煤焦油重馏分为原料，所述原料首先经混合溶剂槽调制；再通过管式加热炉和净化装置，使原料加热后，经沉降、离心、过滤除掉喹啉不溶物，得到净化原料；所述净化原料在罐式加热炉中，在0.5～3.0MPa、350～530℃下经循环缩聚，反应5-18h，得到缩聚精料；所述缩聚精料再在管式加热炉内加热后进焦化塔，在0.5～3.5MPa下，焦化5-18h；将焦化得针状焦放入管式炉中煅烧，形成成品。上述专利采用溶剂和热缩聚的方法对原料进行提纯，除去原料中的喹啉不溶物，使得缩聚精料具有喹啉不溶物含量低的优点，将净化原料在0.5～3.0Mpa、350～530℃下进行缩聚反应时，由于热缩聚的压力和温度较高，原料中部分苯不溶喹啉可溶物即β树脂会进一步缩聚形成新的喹啉不溶物，即采用上述方法制备的缩聚精料中β树脂的量会相应减少，而β树脂是沥青制备针状焦的有效成分，其不但可以提高针状焦的收率，还可以降低针状焦的热膨胀系数。上述方法制备的缩聚精料β树脂减少，制备得到的针状焦热膨胀系数大，严重影响针状焦作为电极使用时的性能。

专利CN1386820A介绍了一种工业制取煤系针状焦的工艺，用煤焦油、煤焦油沥青、回配煤焦油软沥青及煤焦油馏分为原料，其特征在于：原料经缩聚后再闪蒸得到精制沥青焦化原料，最后进焦化塔经焦化制得针状焦。本发明方法中煤焦油原料的缩聚温度360～420℃，缩聚压力0.5～2.0MPa，在高温下缩聚虽能得到缩聚料，但同时为造成煤焦油中本身富含的原生β树脂经高温热处理变成喹啉不溶物，造成高价值组分的损失。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是现有技术中针状焦原料需经高温热处理以得到缩聚精料，而缩聚反应的温度高会导致原料中部分β树脂发生缩聚反应生成新的喹啉不溶物，从而导致制备的针状焦存在产率低、热膨胀系数大的问题。本文提出了一种生产针状焦的工艺方法，采用此工艺制得缩聚精料时具有热处理温度低，β树脂损失小等优点，生产的额针状焦具有热膨胀系数低，收率高等优点。

本发明提供一种煤基原料生产针状焦的工艺方法，所述工艺方法包括以下内容：

（1）煤焦油原料与萃取剂进入超临界萃取装置，在超临界条件下进行分离，得到萃取物和煤焦油重组分，萃取物分离后得到萃取剂和煤焦油轻组分；