CN102786984A - 一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：（1）对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入反应器，在催化剂存在下，向所述反应器中通入氢气，对所述重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂为铁系催化剂；所述催化剂质量为所述重质馏分质量的0.01-3%；所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为350-550℃；（3）将步骤（2）中加氢热分解后的产物送入分离器，分离得到低分油和高分油；（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行物理分离，除去催化剂后即可。本发明通过对所述中低温焦油进行加氢热分解处理，大幅度提高了所述缩合多环芳香族的含量，得到了适宜于制备针状焦的原料。
Description
技术领域
本发明属于煤化工领域，具体涉及一种利用煤焦油制备煤系针状焦原料的工艺。
背景技术
针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。目前针状焦已经被广泛应用于电炉炼钢、制造核反应堆减速材料以及制造火箭发射所用的超高功率电极等高科技领域。
目前生产的针状焦根据使用原料的不同可分为石油系针状焦和煤系针状焦两大类，但不论煤系还是石油系针状焦，都具有相同的生长机理，即在焦化塔内的高温作用下，具有多种组分的液相体系(如沥青)中的分子在系统加热时发生热分解和热缩聚反应，形成具有圆盘形状的多环缩合芳烃平面分子，这些平面稠环芳香分子在热运动和外界搅拌的作用下趋向，并在分子间范德华力的作用下层积起来形成层积体，为达到体系的最低能量状态，层积体在表面张力的作用下形成球体，即我们通常所说的中间相小球体，中间相小球体吸收母液中的分子后长大，当两个球体相遇碰撞后两个球体的平面分子层彼此插入，融并成一个大的球体，如果大球体之间再碰撞，融并后将会形成更大的球体，直到最后球体的形状不能维持，形成呈各向异性的非球中间相，即堆积中间相。在上述过程中，焦化塔内有气体连续地定向流动，使中间相分子在向列型有序排列中固化，最后生成针状焦。
由于在针状焦制备过程中，需要形成具有圆盘形状的多环缩合芳烃平面分子，所以人们普遍认为生产针状焦必须使用芳烃含量高，尤其是多环缩合芳烃含量高的原料，才有助于形成上述结构的多环缩合芳烃平面分子；即芳烃含量高、尤其是多环缩合芳烃含量高的原料才有利于上述中间相的形成。
现有技术中，诸如中国专利文献CN101302434A公开了一种针状焦的制备方法，该制备针状焦的方法采用的就是富含芳烃的馏分或者渣油，经一定升温程式的延迟焦化处理后，对所得生焦进行煅烧，从而制得中间相含量高、针形结构发达的针状焦。
为了更好地表示芳烃含量，尤其是多环缩合芳烃含量，对原料就上述含量进行明确的对比，通常使用原料BMCI芳烃指数进行表征，作为本领域技术人员的公知常识，通常选择用于制备针状焦的原料BMCI芳烃指数应大于120，也正是由于该指数的限制使得针状焦原料的选择受到了极大的限制。
在我国，煤化工行业每年都会产生大量的中低温煤焦油副产品，由于缺少良好的回收方法，其中相当大一部分因为得不到回收利用而作为燃料焚烧掉了，在污染环境的同时还浪费了大量的资源。如果能将中低温焦油用于制备针状焦，既解决了中低温焦油的处理问题，也降低了针状焦的制备成本，具有非常大的经济效益，但是由于中低温焦油中缩合多环芳香族含量很少，并不符合上述用于制备针状焦的原料BMCI芳烃指数的要求，甚至可以说是相去甚远，因此，现有技术尚不能利用中低温焦油重质馏分制备针状焦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中不能利用中低温焦油制备针状焦的问题，提供了一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，拓宽了针状焦原料的范围，在降低针状焦制备成本的同时，也为解决中低温焦油的处理问题提供了一个新的途径。
本发明所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺的技术方案为：
一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入反应器，在催化剂存在下，向所述反应器中通入氢气，对所述重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂为铁系催化剂；
所述催化剂质量为所述重质馏分质量的0.01-3%；所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为350-550℃；
（3）将步骤（2）中加氢热分解后的产物送入分离器，分离得到低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行物理分离，除去催化剂后即得到用于制备针状焦的原料。
所述铁系催化剂为FeOOH。
所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的0.8-1.5wt%。
所述催化剂还包括钼化合物，所述钼化合物中的钼原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为1～1720:170。
所述钼化合物为MoO3。
所述催化剂还包括辅助催化剂，所述辅助催化剂为硫磺；在所述催化剂中，S原子与Fe原子和Mo原子之和的摩尔比为1~3。
所述步骤（2）中，所述氢气的体积与所述重质馏分的质量比为：500~1200Nm3/ton。
将所述步骤（3）中分离出的低分油与所述步骤（1）中的中低温焦油混合进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分。
所述步骤（4）中的物理分离为离心分离。
所述步骤（2）中，所述反应器的体积空速为 0.2～3.0hr-1。
本发明所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺优点在于：
（1）本发明所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分，只有350℃以上的重质馏分适宜于制备针状焦原料。在这里之所以选用为350℃以上馏分，因为发明人经大量的研究发现350℃以上馏分中石墨化结晶较为发达的成分含量多，容易形成针状焦，形成的针状焦在具备高收率的同时还具有高品质，大大提高了所述工艺的经济性。因此若以350℃以下馏分作为针状焦原料的话，为使其成为350℃以上馏分必须通过热处理形成聚合，也就是将油品制成沥青。
本发明对所述中低温焦油的350℃以上的重质馏分进行加氢热分解，再对所述加氢热分解的产物进行分离，得到用于制备针状焦的精制沥青。现有技术中，中低温焦油由于缩合多环芳香族含量低，不能被用于制备针状焦原料。本发明通过对所述中低温焦油进行加氢热分解处理，首先将其含有的多环芳香族分子的侧链与官能基通过热切断，切断后的侧链一部分与周围存在的氢结合并稳定，另一部分与其他的多环芳香族结合成为缩合生成物，大幅度提高了所述缩合多环芳香族的含量，得到了适宜于制备针状焦的原料。因此本发明提供的工艺拓宽了针状焦的原料范围，降低了针状焦的制备成本，具有良好的经济效益，同时，本发明提供的工艺也为解决中低温焦油的处理问题提供了一个新的途径。
本发明述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，步骤（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂包括铁系催化剂；所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的0.01-3%；所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为350-550℃；通过对所述中低温焦油进行加氢热分解处理可大幅度提高所述缩合多环芳香族的含量，但所述多环芳香族缩合比率会因为原料、温度、压力、处理时间的不同而不同，本发明通过对所述温度、压力、反应器的空速进行限定，保证了所述多环芳香族分子具有较高的缩合比率。
（2）本发明所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，所述催化剂中还包括钼化合物，钼是一种活性很好的加氢催化剂，钼的添加有利于切断所述芳香族分子中的侧链与官能基。但是，钼是一种比较昂贵的金属原料，用量过大会导致整个工艺的成本大幅度提高，本发明通过限制所述钼化合物中的钼原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为1～1720:170，在保证催化效果的同时，还尽可能降低了所述工艺的成本。
（3）本发明所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，所述步骤（2）中还添加了辅助催化剂，所述辅助催化剂为硫磺，添加硫磺的优点在于，一般在生产过程中得到的催化剂的金属组分是以氧化态存在的，而在加氢热分解的过程中，催化剂的活性金属组分处于硫化态时具有更高的反应性能，通过添加硫磺可以将所述催化剂转变为硫化态，提高催化效率。
（4）本发明所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，将所述步骤（3）中分离出的低分油与所述步骤（1）中的中低温焦油一起进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分，使从分离器中分离出的低分油再次得到了利用，减少了资源的浪费，降低了成分，提高了整个工艺的经济性。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合具体实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：3.2wt%, TI：5.6wt%，S浓度:0.26wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在铁系催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的0.01%；，本实施例中所述铁系催化剂为FeS2；
所述加氢热分解的压力条件为7MPa，温度为350℃；所述中低温焦油的进料量为10kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：500Nm3/ton。
本实施例中所述反应器的体积空速为 0.1hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行过滤分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%、TI 3.1wt%, S浓度0.2wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为53%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.8×10-6/℃。
实施例2
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在铁系催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的3%，本实施例中所述铁系催化剂为FeS2；
所述加氢热分解的压力条件为10MPa，温度为450℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton。
本实施例中所述反应器的体积空速为 3.5hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.2wt%,S浓度0.2wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为54%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.8×10-6/℃。
实施例3
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在铁系催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的0.8%，本实施例中所述铁系催化剂为FeS2；
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton;
本实施例中所述反应器的体积空速为 0.2hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.2wt%,S浓度0.2wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为56%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.75×10-6/℃。
实施例4
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在铁系催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的1.5%，本实施例中所述铁系催化剂为FeS2；
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton。
本实施例中所述反应器的体积空速为 0.5hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.0wt%,S浓度0.18wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为56%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.74×10-6/℃。
实施例5
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在铁系催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的0.8%，本实施例中所述铁系催化剂为FeOOH；
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton;
本实施例中所述反应器的体积空速为 1.0hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.0wt%,S浓度0.19wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为59%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.7×10-6/℃。
实施例6
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在铁系催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的1.5%，本实施例中所述铁系催化剂为FeOOH；
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton;
本实施例中所述反应器的体积空速为 3.0hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.0wt%,S浓度0.16wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为59%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.7×10-6/℃。
实施例7
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，本实施例中所述催化剂包括铁系催化剂，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的1.0%，本实施例中所述铁系催化剂为FeOOH，所述催化剂还包括MoS2，所述MoS2中的钼原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为1:170。
此外，本实施例中的催化剂中还添加了硫磺, 所述硫磺的所述硫磺中的S原子与所述催化剂中Fe原子和钼原子之和的摩尔比为1。
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton。
本实施例中所述反应器的体积空速为 1.5hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.1wt%,S浓度0.14wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为60%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.65×10-6/℃。
实施例8
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，本实施例中所述催化剂包括铁系催化剂，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的1.0%，本实施例中所述铁系催化剂为FeOOH，所述催化剂还包括MoS2，所述MoS2中的钼原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为1720:170;
此外，本实施例中的催化剂中还添加了硫磺, 所述催化剂中的S原子与所述催化剂中Fe原子和钼原子之和的摩尔比为3。
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton;
本实施例中所述反应器的体积空速为 2.5hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.1wt%,S浓度0.14wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为60%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.65×10-6/℃。
实施例9
本实施例中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）在蒸馏塔中对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
所述重质馏分的各项指标如下：
QI：2.9 wt%, TI：5.2 wt%，S:0.24 wt%。
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，本实施例中所述催化剂包括铁系催化剂，所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的1.0%，本实施例中所述铁系催化剂为FeOOH，所述催化剂还包括MoO3，所述MoO3中的钼原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为1000:170。
所述加氢热分解的压力条件为12MPa，温度为550℃；所述中低温焦油的进料量为20kg/h，通入的氢气的体积与所述加氢反应器中的所述中低温焦油的重质馏分的质量比为：1000Nm3/ton;
本实施例中所述反应器的体积空速为 3.0hr-1。
（3）将步骤（2）中加氢热分解的产物送入分离器，分离成低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行离心分离，除去固体催化剂后即得到用于制备针状焦的精制沥青。
本实施例中制备的精制沥青的各项指标如下：
QI＜0.01wt%,TI 3.1wt%,S浓度0.14wt%。
将本实施例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为61%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为0.6×10-6/℃。
需要说明的是，上述所有实施例中的加氢反应器可以为现有技术中使用的任意形式的可进行加氢反应的装置，如流通式鼓泡反应塔等。
此外，上述实施例中的分离器的工作原理为：对所述加氢热分解的产物进行闪蒸分离，分离成高分油与低分油。所述分离器在加温至350℃，物料进入分离器内，沸点350℃以下的成分变成蒸发气体在分离器上部，沸点350℃以上的成分形成液体或浆态置于分离器底部。本发明中所述的“低分油”与“高分油”是本领域技术人员常用的术语，所述低分油与高分油并没有固定的分界线，只是技术人员为求方便根据实际情况定义的，在本发明中低分油是指350℃以下的馏分，高分油是指350℃以上的馏分。
比较例
为了证明本发明中所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺的优点，下面结合具体的比较例对本发明中所述工艺的优点进行说明。
本比较例采用实施例1的中低温焦油原料；
对上述原料进行离心分离，分离出所述重质馏分中的不溶物，将剩余的重质馏分用作制备针状焦的原料，将本比较例中所述的精制沥青送入焦化塔，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦的收率为35%；将所述针状焦煅烧在1400℃条件下煅烧1小时后，再在2800℃条件下进行石墨化处理，得到的石墨电极的热膨胀系数为2.1×10-6/℃。
通过上述比较可知，比较例中针状焦的产率仅为35%，与实施例1中的53%相比低了18%，同时比较例1中的热膨胀系数2.1×10-6也远高于实施例1中的0.8×10-6，可见未经本发明所述工艺处理的中低温焦油的重质馏分用于制备针状焦时产率过低，热膨胀系数过高，并不适于制备针状焦。而经本发明所述工艺处理后的中低温焦油的重质馏分用于制备针状焦时，产率和热膨胀系数均有了明显的改善，可见，本发明所述的工艺解决了现有技术中中低温焦油不能用于制备针状焦的问题，相比于现有技术具有明显的实质性技术效果。
虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。
Claims (10)
1.一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：
（1）对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；
（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入反应器，在催化剂存在下，向所述反应器中通入氢气，对所述重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂为铁系催化剂；
所述催化剂质量为所述重质馏分质量的0.01-3%；所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为350-550℃；
（3）将步骤（2）中加氢热分解后的产物送入分离器，分离得到低分油和高分油；
（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行物理分离，除去催化剂后即得到用于制备针状焦的原料。
2.根据权利要求1所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述铁系催化剂为FeOOH。
3.根据权利要求1或2所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述铁系催化剂的质量为所述重质馏分质量的0.8-1.5wt%。
4.根据权利要求1或2所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述催化剂还包括钼化合物，所述钼化合物中的钼原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为1～1720:170。
5.根据权利要求4所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述钼化合物为MoO3。
6.根据权利要求4所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述催化剂还包括辅助催化剂，所述辅助催化剂为硫磺；在所述催化剂中，S原子与Fe原子和Mo原子之和的摩尔比为1~3。
7.根据权利要求1或2或5或6所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，所述氢气的体积与所述重质馏分的质量比为：500~1200Nm3/ton。
8.根据权利要求1或2或5或6所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，将所述步骤（3）中分离出的低分油与所述步骤（1）中的中低温焦油混合进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分。
9.根据权利要求1或2或5或6所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述步骤（4）中的物理分离为离心分离。
10.根据权利要求1或2或5或6所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，所述反应器的体积空速为 0.2～3.0hr-1。
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