CN103663405B - 一种石油焦的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石油焦的制备方法，包括：（1）通过减压蒸馏切割出沸程315±35℃～500±20℃的DCC馏分油，所述的DCC馏分油的硫含量为0.1重%～0.6重%，灰分≤400μg/g，环烷烃含量≥15重%，芳烃含量≥45重%；（2）将步骤（1）得到的DCC馏分油输入延迟焦化装置，进行热裂化反应，得到焦化干气、焦化汽油和焦化柴油、焦化瓦斯油和石油焦；操作条件为：加热炉出口温度390～530℃，焦炭塔压力0.2～1MPa，循环比0.5～1。本发明的方法以DCC工艺产生的重质馏分油为原料可以生产优质石油焦。

Description

一种石油焦的制备方法
技术领域
本发明涉及一种石油焦的制备方法。具体地说，本发明涉及一种利用DDC工艺产生的重质馏分油制备优质石油焦的方法。
背景技术
优质石油焦是制造石墨电极的主要原料，具有低热膨胀系数、低孔隙度、低硫、低灰分、低金属含量、高导电率及易石墨化等一系列优点。由优质石油焦制成的石墨制品具有高密度、高强度、高纯度、高结晶度、高导电导热性、低热膨胀系数、低烧蚀性等特点，在国防和冶金工业中得到广泛的应用，其中冶金工业中的用量最大。在冶金工业中，用优质石油焦制成的高功率石墨电极可以明显提高冶炼效率，降低电耗和原材料消耗，减少环境污染。近年来，随着国内炼铝工业和电炉炼钢工业的迅速发展和石墨电极生产技术的进步，优质石油焦的需求量大幅度增加。硫含量和热膨胀系数（CTE）是衡量石油焦优劣最主要的两项质量指标，优质石油焦要求硫含量在0.7重%以下，CTE小于2.6×10-6/℃（1000℃炭棒制样法，下同）。
延迟焦化是将渣油经深度热裂化转化为气体和轻、中质馏分油及焦炭的加工过程，是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦的主要手段。优质石油焦的生产需要采用杂质少、芳烃多的优质原料油。优质石油焦的生产原料一般采用符合指标要求的热裂化渣油、高温裂解制乙烯焦油、糠醛抽出油或催化裂化澄清油。生产优质石油焦的原料要求为：密度>1.0g/cm3，芳烃含量>50重%，沥青质含量<1.0重%，灰分含量<100μg/g，硫含量<0.5重%。
由石油化工科学研究院开发的深度催化裂解技术（DCC技术），是以各种石油重质组分为原料，经过选择性地催化裂解生产低分子烯烃的工艺。它的原料可以是减压蜡油（VGO）、减压蜡油和脱沥青油（VGO和DAO）、减压蜡油和常压渣油或减压渣油（VGO和AR或VR）。作为副产品的DCC重质馏分油目前主要用于调和燃料油。
迄今为止，国内外尚没有以DCC重质馏分油为原料生产优质石油焦的文献报道。
发明内容
本发明提出并要解决的技术问题是如何更加合理地利用DCC重质馏分油，提高其利用价值。本发明提供了一种石油焦的制备方法，该方法利用DCC工艺产生的重质馏分油来生产优质石油焦，不但扩大了优质石油焦的原料来源，同时解决了长期存在的DCC副产品的出路问题，提高了其附加值。
一种石油焦的制备方法，包括：
（1）通过减压蒸馏切割出沸程315±35℃～500±20℃的DCC馏分油，所述的DCC馏分油的硫含量为0.1重%～0.6重%，灰分≤400μg/g，环烷烃含量≥15重%，芳烃含量≥45重%；
（2）将步骤（1）得到的DCC馏分油输入延迟焦化装置，进行热裂化反应，得到焦化干气、焦化汽油和焦化柴油、焦化瓦斯油和石油焦；操作条件为：加热炉出口温度390～530℃，焦炭塔压力0.2～1MPa，循环比0.5～1。
具体实施方式
一种石油焦的制备方法，包括：
（1）通过减压蒸馏切割出沸程315±35℃～500±20℃的DCC馏分油，所述的DCC馏分油的硫含量为0.1重%～0.6重%，灰分≤400μg/g，环烷烃含量≥15重%，芳烃含量≥45重%；
（2）将步骤（1）得到的DCC馏分油输入延迟焦化装置，进行热裂化反应，得到焦化干气、焦化汽油和焦化柴油、焦化瓦斯油和石油焦；操作条件为：加热炉出口温度390～530℃，焦炭塔压力0.2～1MPa，循环比0.5～1。
作为本技术领域的常识，延迟焦化装置至少包括一个加热炉、两个焦炭塔和一个分馏塔。
加热炉出口温度优选为420～520℃，焦炭塔压力优选为0.3～1MPa，循环比优选为0.6～1。
优选的情况下，步骤（1）中，切割出沸程340±10℃～510±10℃的DCC馏分油。
优选的情况下，所述的DCC馏分油的环烷烃含量≥20重%。
本发明的一种实施方式是将步骤（1）得到的DCC馏分油单独作为生产石油焦的原料，输入延迟焦化装置。
本发明的另一种实施方式是先将步骤（1）得到的DCC馏分油与其他生产优质石油焦的原料混合，将混合物作为生产石油焦的原料输入延迟焦化装置。所述的生产优质石油焦的原料为常压渣油、减压渣油、热裂化渣油、高温裂解制乙烯焦油、糠醛抽出油和催化裂化澄清油中的一种或几种。
本发明可以用密度为0.94g/cm3～1g/cm3的DCC馏分油生产优质石油焦。
本发明可以用硫含量为0.5重%～0.6重%的DCC馏分油生产优质石油焦。
本发明可以用灰分为100μg/g～400μg/g的DCC馏分油生产优质石油焦。
本发明可以用芳烃含量为45重%～50重%的DCC馏分油生产优质石油焦。
以下说明本发明的具体实施方式：
DCC馏分油单独或与其它生产优质石油焦的原料一起进入延迟焦化加热炉，经加热炉加热后进入焦化塔进行热转化反应，操作条件为：加热炉出口温度390～530℃，焦炭塔压力0.2～1MPa，循环比0.5～1；在焦炭塔内充分反应后，油气产品进入分馏塔切割得到焦化干气、焦化汽油、焦化柴油、焦化瓦斯油，石油焦留在焦炭塔内。
采用本发明的方法，石油焦（生焦）的收率大于28重%（占焦化原料），优质石油焦（熟焦）的CTE低于2.6×10-6/℃。
以下通过实施例进一步说明本发明，但并不因此而限制本发明。
实施例1
原料为DCC馏分油，其性质见表1。焦化产品分布见表2，石油焦的性质见表3，表3可以看出以DCC重质馏分油为原料通过延迟焦化工艺加工可以得到优质的石油焦产品。
延迟焦化的操作条件为：加热炉出口温度440℃，焦炭塔压力1MPa，循环比0.8。
实施例2
原料为DCC馏分油与催化裂化澄清油按质量比50：50的混合原料，DCC馏分油的性质见表1、催化裂化澄清油的性质见表4。焦化产品分布见表5，石油焦的性质见表6，表6可以看出以DCC重质馏分油和催化裂化澄清油为原料通过延迟焦化工艺加工可以得到优质的石油焦产品。
延迟焦化的操作条件为：加热炉出口温度440℃，焦炭塔压力1MPa，循环比1。
表1DCC重质馏分油性质
  油品名称   DCC重质馏分油
  密度（20℃）/（g/cm3）   0.9584
  运动粘度/（mm2/s）
  80℃   14.96
  100℃   8.319
  凝点/℃   28
  w（残炭）/%   1.25
  w（灰分）/%   0.036
  w（元素）/%
  C   87.91
  H   10.99
  S   0.48
  N   0.20
  w（烃组成）/%
  链烷烃   12.8
  环烷烃   38.2
  总芳烃   48.2
  胶质   0.8
  w（金属）/（μg/g）
  Al   36
  Ca   2.1
  Cu   0.4
  Fe   62
  Mg   0.6
  Na   2.7
  Ni   1.6
  Pb   <0.1
  V   <0.1
  减压馏程/℃
  初馏点   340
  5%   374
  10%   385
  30%   406
  50%   429
  70%   462
  90%   512
  95％   539
表2延迟焦化产品分布
  焦化产品   收率，w/%
  焦化干气   18.4
  焦化汽油   27.5
  焦化柴油   21.7
  焦化瓦斯油   2.1
  石油焦   30.3
  合计   100.0
表3石油焦性质
  项目   收率，w/%
  焦炭（生焦）性质
  w（S）/%   0.75
  w（灰分）/%   0.07
  w（挥发分）/%   8.6
  焦炭（熟焦）性质
  w（S）/%   0.50
  w（灰分）/%   0.09
  w（挥发分）/%   0.7
  真密度（20℃）/（g/cm3）   2.12
  CTE/(10-6/℃)   2.58
表4催化裂化澄清油性质
  油品名称   催化裂化澄清油
  密度（20℃）/（g/cm3）   1.0244
  运动粘度/（mm2/s）
  80℃   17.93
  100℃   8.966
  凝点/℃   28
  w（残炭）/%   0.49
  w（灰分）/%   <0.002
  w（元素）/%
  C   89.93
  H   9.33
  S   0.43
  N   0.30
  w（烃组成）/%
  链烷烃   7.0
  环烷烃   22.9
  总芳烃   63.8
  胶质   6.3
  w（金属）/（μg/g）
  Al   3.5
  Ca   0.6
  Cu   <0.1
  Fe   1.2
  Mg   0.9
  Na   0.6
  Ni   <0.1
  Pb   0.2
  V   <0.1
  减压馏程/℃
  初馏点   325
  5%   381
  10%   399
  30%   426
  50%   443
  70%   457
  90%   466
  95％   475
表5延迟焦化产品分布
  焦化产品   收率，w/%
  焦化干气   19.2
  焦化汽油   26.4
  焦化柴油   18.2
  焦化瓦斯油   1.7
  石油焦   34.5
  合计   100.0
表6石油焦性质
  项目   收率，w/%
  焦炭（生焦）性质
  w（S）/%   0.65
  w（灰分）/%   0.09
  w（挥发分）/%   7.6
  焦炭（熟焦）性质
  w（S）/%   0.46
  w（灰分）/%   0.10
  w（挥发分）/%   0.6
  真密度（20℃）/（g/cm3）   2.12
  CTE/(10-6/℃)   2.51

Claims (12)

1.一种石油焦的制备方法，包括：
(1)通过减压蒸馏切割出沸程315±35℃～500±20℃的DCC馏分油，所述的DCC馏分油的硫含量为0.1重％～0.6重％，灰分≤400μg/g，环烷烃含量≥15重％，芳烃含量≥45重％；
(2)将步骤(1)得到的DCC馏分油输入延迟焦化装置，进行热裂化反应，得到焦化干气、焦化汽油和焦化柴油、焦化瓦斯油和石油焦；操作条件为：加热炉出口温度390～530℃，焦炭塔压力0.2～1MPa，循环比0.5～1。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，加热炉出口温度为420～520℃。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，焦炭塔压力为0.3～1MPa。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，循环比为0.6～1。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，切割出沸程340±10℃～510±10℃的DCC馏分油。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的DCC馏分油的环烷烃含量≥20重％。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，先将步骤(1)得到的DCC馏分油与其他生产优质石油焦的原料混合，然后再输入延迟焦化装置。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的生产优质石油焦的原料为热裂化焦油、高温裂解制乙烯焦油、糠醛抽出油和催化裂化澄清油中的一种或几种。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DCC馏分油的硫含量为0.5重％～0.6重％。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DCC馏分油的灰分含量为100μg/g～400μg/g。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DCC馏分油的芳烃含量为45重％～50重％。
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DCC馏分油的密度0.94g/cm3～1g/cm3。
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