CN102965133B - 一种煤系针状焦生产方法 - Google Patents

Abstract

一种煤系针状焦生产方法，目的是有效节约能源、提高产品质量；本发明方法是先将煤焦油初脱水至含水率2—3%后，加热到120—130℃，再脱水至含水率小于0.5%；再加热390--410℃；将位于二段蒸发器底部的煤沥青送入隔壁式煤沥青萃取塔；将脂肪族、芳香族萃取溶剂分别加热到110-250℃，取脂肪族溶剂0.5～1份和芳香族溶剂3～5份混合成为萃取剂；按重量比1：0.5～1.3将萃取剂与煤沥青混合，从隔壁式煤沥青萃取塔上部加入；净化后的煤焦油沥青从隔壁式煤沥青萃取塔中部排出；在煤沥青中加入焦化重油进行调制，进入延迟焦化馏分塔中部经塔内精馏后由塔底抽出，经520-580℃加热后进入焦化塔得到生焦；进回转式煅烧炉煅烧3-12小时，逸出剩余的挥发分后制得煤系针状焦。

Description

一种煤系针状焦生产方法

技术领域

本发明涉及一种用煤沥青原料生产针状焦的方法。

背景技术

针状焦是煤焦油加工获取高附加值产品的有效途径之一。针状焦的质量、成本与原料关系密切。针状焦用原料的净化主要有真空蒸馏法、离心法、改质法等。真空蒸馏法虽然工艺简单，但针状焦精料收率低。离心法精制效果一般，工艺适中，但投资大。而改质法是利用真空闪蒸-聚合釜缩聚改质，设备投资多。目前，新日铁和三菱化成公司采用溶剂精制→延迟焦化→煅烧的针状焦专利技术已经初步产业化，但因技术上的某些原因规模一直不大。国内，宏特化工也在原有工艺基础上扩展了溶剂精制→延迟焦化→煅烧的针状焦法，可以作为高功率电极原料，但从质量上看，针状焦产品质量尚未达到日本的超高功率电极水准。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种将煤焦油分馏与煤沥青净化结合、能有效节约能源、提高产品质量的针状焦生产方法。

本发明方法是：

（1）将煤焦油经静置初脱水至含水率2—3%后，由一段泵打入管式加热炉对流段加热到120—130℃，进入一段蒸发器脱水至含水率小于0.5%；由二段泵将一段蒸发器底部的煤焦油抽出，送往管式加热炉辐射段加热，加热温度390--410℃；所用煤焦油应符合冶标YB/T5075—2010标准；

（2）煤焦油经过二段蒸发器蒸发，位于二段蒸发器顶部的轻组分进入煤焦油馏分塔精馏；位于二段蒸发器底部液相为煤沥青，该煤沥青的软化点为30-40℃，将该煤沥青通过耐温耐粘度的往复泵送入隔壁式煤沥青萃取塔； 

（3）通过再沸器将脂肪族、芳香族萃取溶剂分别加热到110-250℃，按照重量单位份分别取脂肪族溶剂0.5～1份和芳香族溶剂3～5份混合成为萃取剂；

所述的脂肪族萃取溶剂是指煤油、轻柴油、280#溶剂油、N-甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等脂肪族化合物；

所述的芳香族萃取溶剂是指含氧芴、咔唑、硫茚的萘油、洗油、蒽油等芳香族化合物。

（4）按萃取剂与煤沥青的重量比为1：0.5～1.3将萃取剂与煤沥青混合，经静态混合器充分搅拌混合后，从隔壁式煤沥青萃取塔上部加入；煤沥青中的硫氮等化合物与萃取剂结合后从萃取塔底排出，脱除硫氮等化合物后的煤焦油沥青得到净化，从隔壁式煤沥青萃取塔中部排出。

（5）按照煤沥青20-25%的质量分数在净化后的煤沥青中加入焦化重油进行调制，焦化重油的馏程为280—360℃。

（6）调制后的煤沥青进入延迟焦化馏分塔中部，经塔内精馏后，煤沥青由塔底经抽出泵抽出，并经加热炉520-580℃加热后进入焦化塔。

（7）焦化塔的焦化反应温度是500-550℃，经24小时反应后得到的生焦；再进回转式煅烧炉，在温度1100～1250℃下，煅烧3-12小时后，逸出剩余的挥发分后制得熟焦，即成品煤系针状焦。

经延迟焦化馏分塔经塔精馏后产生部分焦化重油，该部分焦化重油从延迟焦化馏分塔侧线采出后自流入焦化重油槽。将其中按照重量百分比计的40-50%按照前述步骤（5）回兑到净化的煤沥青中进行调制，用作针状焦原料；其余50-60%作为产品出售。

本发明将煤焦油管式炉供热、煤焦油分馏侧线出料塔的煤焦油轻、酚、萘、洗、蒽油及塔底沥青分离后，直接将热沥青送入“隔壁式煤沥青萃取塔”，它具有脱硫、脱氮、脱喹啉不溶物、脱除沥青中少量的重金属，如钒、铅、铝、钠等，以及分子裁剪减少煤沥青中沥青质含量的作用。本发明将煤焦油分馏与煤沥青净化结合，能有效节约能源，提高煤沥青原料品位，提高产品质量；煤焦油分馏侧线出料后二次塔底的热沥青直接送入隔壁式煤沥青萃取塔，其优点是在一个塔内完成萃取和溶剂分离。通过沸程、密度分相，可以获得针状焦及石墨化用浸渍剂沥青，有助于简化煤沥青冷却成型、再加热溶解净化工艺等；当芳香族溶剂溶解煤沥青后，利用脂肪族酮基、胺基、硫碳基与煤沥青中芳香杂环如氧芴、咔唑、硫茚的亲和性，通过共沸萃取将氧芴、咔唑、硫茚等与萃取剂在萃取相与萃余相的煤沥青分离，进而溶剂通过蒸馏而回收循环利用。

具体实施方式

本发明方法依托于已有的焦油蒸馏装置，并根据工艺要求增加了延迟焦化和锻烧装置。焦油蒸馏装置的主要包括：煤焦油静置初脱水装置主要包括生产槽及附属设备。管式炉脱水装置主要包括一段泵、一次蒸发器、管式炉及附属设备。一塔式焦油蒸馏装置主要包括二段泵、二次蒸发器、管式炉、煤焦油馏分塔及附属设备。延迟焦化装置包括原料预处理装置主要包括静态混合器、隔壁式煤沥青萃取塔及附属设备。精馏装置主要包括延迟焦化馏分塔及附属设备。焦化装置主要包括焦化塔及附属设备。锻烧装置包括回转式煅烧炉和废热锅炉及附属设备。上述所有设备均为通用型标准设备。

实施例一：本发明具体步骤是：

（1）将煤焦油经静置初脱水至含水率2—3%后，由一段泵打入管式加热炉对流段加热到120—130℃，进入一段蒸发器脱水至含水率小于0.5%；由二段泵将一段蒸发器底部的煤焦油抽出，送往管式加热炉辐射段加热，加热温度390--410℃；所用煤焦油应符合冶标YB/T5075—2010标准；

（2）煤焦油经过二段蒸发器蒸发，位于二段蒸发器顶部的轻组分进入煤焦油馏分塔精馏；二段蒸发器底部液相为煤沥青，该煤沥青的软化点为30-40℃，该煤沥青通过耐温耐粘度的往复泵送入隔壁式煤沥青萃取塔。萃取后得到精制煤沥青的分子量分布范围357-1000，沸程338-448℃。

（3）将工业级N-甲基乙酰胺和焦油一塔切出萘油通过再沸器分别加热到110-250℃。将工业级N-甲基乙酰胺或焦油一塔切出萘油按照重量比1:5经静态混合器混合成为萃取剂。

进入隔壁式煤沥青萃取塔的萃取剂为脂肪族、芳香族化合物，带有酮基、胺基、硫碳基，比常规的煤沥青溶剂精制效率高5-20%。

（4）将萃取剂与煤沥青按重量比为1：1经静态混合器混合，充分搅拌混合后，从隔壁式煤沥青萃取塔上部加入；煤沥青中的硫氮等化合物与萃取剂结合后从萃取塔底排出，煤焦油沥青脱除硫氮等化合物后得到净化，从隔壁式煤沥青萃取塔中部排出。

按照上述步骤净化以后的煤焦油沥青，喹啉不溶物含量小于0.5%。是制作高级碳素材料的原料。

（5）按照煤沥青20-25%的质量分数在净化后的煤沥青中加入焦化重油进行调制，焦化重油的馏程为280—360℃。

（6）调制后的煤沥青进入延迟焦化馏分塔中部，经塔内精馏后，煤沥青由塔底经抽出泵抽出，并经加热炉520-580℃加热后进入焦化塔。

（7）焦化塔的焦化反应温度是500-550℃，压力0.0.5-0.8MPa，焦化周期28-48hr，反应后得到的生焦；再进回转式煅烧炉，在温度1100～1250℃下，煅烧3-12小时后，逸出剩余的挥发分后制得熟焦，即成品煤系针状焦。

经延迟焦化馏分塔经塔精馏后产生部分焦化重油，该部分焦化重油从延迟焦化馏分塔侧线采出后自流入焦化重油槽。将其中按照重量百分比计的40-50%按照前述步骤（5）回兑到净化的煤沥青中进行调制，用作针状焦原料。其余的50-60%作为产品出售。

在1100～1500℃, 5-8hr,煅烧制得煤系针状焦。比常规针状焦煅烧高出50-100℃，真密度高5—15%。

实施例二：本发明具体步骤是：

（1）将煤焦油经静置初脱水至含水率2—3%后，由一段泵打入管式加热炉对流段加热到120—130℃，进入一段蒸发器脱水至含水率小于0.5%；由二段泵将一段蒸发器底部的煤焦油抽出，送往管式加热炉辐射段加热，加热温度390--410℃；所用煤焦油应符合冶标YB/T5075—2010标准；

（2）煤焦油经过二段蒸发器蒸发，位于二段蒸发器顶部的轻组分进入煤焦油馏分塔精馏；二段蒸发器底部液相为煤沥青，该煤沥青的软化点为30-40℃，该煤沥青通过耐温耐粘度的往复泵送入隔壁式煤沥青萃取塔。萃取后得到精制煤沥青的分子量分布范围357-1000，沸程338-448℃。

（3）将200#溶剂油和焦油一塔切出洗油通过再沸器分别加热到110-250℃。

将200#溶剂油或焦油一塔切出洗油按照重量比1:5.5经静态混合器混合成为萃取剂。

（4）将萃取剂与煤沥青按重量比为1：1.05经静态混合器混合，充分搅拌混合后，从隔壁式煤沥青萃取塔上部加入；煤沥青中的硫氮等化合物与萃取剂结合后从萃取塔底排出，煤焦油沥青脱除硫氮等化合物后得到净化，从隔壁式煤沥青萃取塔中部排出。

按照上述步骤净化以后的煤焦油沥青，喹啉不溶物含量不大与于0.3%。是制作高级碳素材料的原料。

（5）按照煤沥青20-25%的质量分数在净化后的煤沥青中加入焦化重油进行调制，焦化重油的馏程为280—360℃。

（6）调制后的煤沥青进入延迟焦化馏分塔中部，经塔内精馏后，煤沥青由塔底经抽出泵抽出，并经加热炉520-580℃加热后进入焦化塔。

（7）焦化塔的焦化反应温度是500-550℃，压力0.0.5-0.8MPa，焦化周期28-48hr，反应后得到的生焦；再进回转式煅烧炉，在温度1100～1250℃下，煅烧3-12小时后，逸出剩余的挥发分后制得熟焦，即成品煤系针状焦。

经延迟焦化馏分塔经塔精馏后产生部分焦化重油，该部分焦化重油从延迟焦化馏分塔侧线采出后自流入焦化重油槽。将其中按照重量百分比计的40-50%按照前述步骤（5）回兑到净化的煤沥青中进行调制，用作针状焦原料；其余的作为产品出售。

在1100～1500℃, 5-8hr,煅烧制得煤系针状焦。比常规针状焦煅烧高出50-100℃，真密度高5—15%。

Claims (1)

1.一种煤系针状焦生产方法，其特征是：

（1）将煤焦油经静置初脱水至含水率2—3%后，由一段泵打入管式加热炉对流段加热到120—130℃，进入一段蒸发器脱水至含水率小于0.5%；由二段泵将一段蒸发器底部的煤焦油抽出，送往管式加热炉辐射段加热，加热温度390--410℃；所用煤焦油应符合冶标YB/T5075—2010标准；

（2）煤焦油经过二段蒸发器蒸发，位于二段蒸发器顶部的轻组分进入煤焦油馏分塔精馏；位于二段蒸发器底部液相为煤沥青，该煤沥青的软化点为30-40℃，该煤沥青通过耐温耐粘度的往复泵送入隔壁式煤沥青萃取塔； 

（3）通过再沸器将脂肪族、芳香族萃取溶剂分别加热到110-250℃，按照重量单位份分别取脂肪族溶剂0.5～1份和芳香族溶剂3～5份混合成为萃取剂；

所述的脂肪族萃取溶剂是指煤油、轻柴油、280#溶剂油、N-甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮脂肪族化合物中的任一种或几种的任意比例混合物；

所述的芳香族萃取溶剂是指含氧芴、咔唑、硫茚的萘油、洗油、蒽油芳香族化合物中的任一种或几种的任意比例混合物；

（4）按萃取剂与煤沥青的重量比为1：0.5～1.3将萃取剂与煤沥青混合，经静态混合器充分搅拌混合后，从隔壁式煤沥青萃取塔上部加入；煤沥青中的硫氮化合物与萃取剂结合后从萃取塔底排出，脱除硫氮化合物后的煤焦油沥青得到净化，从隔壁式煤沥青萃取塔中部排出； 

（5）按照煤沥青20-25%的质量分数在净化后的煤沥青中加入焦化重油进行调制，焦化重油的馏程为280—360℃；

（6）调制后的煤沥青进入延迟焦化馏分塔中部，经塔内精馏后，煤沥青由塔底经抽出泵抽出，并经加热炉520-580℃加热后进入焦化塔；

（7）焦化塔的焦化反应温度是500-550℃，经24小时反应后得到的生焦；再进回转式煅烧炉，在温度1100～1250℃下，煅烧3-12小时后，逸出剩余的挥发分后制得熟焦，即成品煤系针状焦。