CN106833705A - 一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺 - Google Patents

一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于针状焦生产技术领域，具体涉及一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，富芳烃油结焦前分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，使用该工艺生产针状焦，节省了加热分馏工艺，将富芳烃油结焦前经分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，节省了能源、占地及投资；同时，把结焦前分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，可以把原材料中用于结焦的重组分的重量比增加，更利于技术人员在工艺上的调控。

Description

一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺
技术领域
本发明属于针状焦生产技术领域，具体的涉及一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺。
背景技术
针状焦是一种优质炭素材料，由于粉碎后呈细长的针状结构而得名。针状焦外观具有金属光泽、内部具有层状结构，其取向性及导电、导热性能好，因此是制造炼钢用超高功率电极的主要原料。采用超高功率电极炼钢，冶炼时间可缩短2/3，电耗可减少50％。针状焦生产由三个单元组成，即原料预处理单元、焦化单元、煅烧单元。多年的试验研究结果表明：针状焦原料要求其芳烃含量高，胶质、沥青质含量少、含硫、含氮等杂环化合物少。
原料预处理就是将原料中胶质、沥青质等重组分处理掉，处理方法很多，如加氢法，热过滤法，高温离心法，超临界溶剂萃取法等。
延迟焦化，就是将原料引入加热炉内的管式加热器中快速加热到高于焦化温度后，立即送入焦化塔底部，原料利用自身显热使沥青裂解和缩合，将轻馏分分出，重馏分部分在焦化塔内进行焦化，生产出延迟焦，另一部分进入加热管进行循环。这个过程中影响因素较多，原料组成、压力、温度、循环比等，这些因素都会影响生焦质量、收率。
煅烧，将焦化产生的生焦放入煅烧回转窑内，隔绝空气在1450℃左右进行高温煅烧，对针状焦的结构和元素组成进行调整，达到如下目的：①排除生焦中的挥发性组分和水分；②提高其真密度、机械强度、导电性能和化学稳定性。
现有针状焦的生产工艺过程为超临界萃取油经加热分馏将该油中的饱和份去除得到富芳烃油，即富芳烃油经原料加热炉加热后进入原料分馏塔，在原料分馏塔内分馏去除轻组分，然后进入焦化原料罐，再经辐射段进料泵打入焦化加热炉加热后进入焦炭塔结焦。此工艺过程其缺点是设备投入高，能耗大，占地面积大，运行费用高等。
如果经超临界萃取后的富芳烃油不经过以上原料分馏去除轻组分，直接按常规的焦化条件进行焦化，产出的针状焦会由于轻组分过多而导致针状焦强度低，结构差。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺。
本发明的技术方案为：一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，即富芳烃油结焦前分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，其工艺过程为：
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉的辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的生焦经水力除焦后转运到煅烧车间高温煅烧得到针状焦。
优选的是，在步骤②中，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为7:3～3:7。
在步骤④中，所述焦炭塔内结焦温度为400～520℃；结焦压力为0.3～1.0MPa；循环重量比为0.1～1.5；焦化周期为24～48h。
在步骤④中，所述焦炭塔内结焦温度为430～500℃。
在步骤⑥中，所述针状焦高温煅烧的温度为1400～1500℃。
本发明的有益效果为：使用该工艺生产针状焦，节省了加热分馏工艺，将富芳烃油结焦前分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，节省了能源、人工、占地及投资；同时，把结焦前分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，可以把原材料中用于结焦的重组分的重量比增加，更利于技术人员在工艺上的调控。
附图说明
图1为实施本工艺的装置图；
其中1为富芳烃油罐，2为焦化加热炉，3为焦化分馏塔，4为焦炭塔，5为原料泵，6为加热炉进料泵，7为管道Ⅰ，8为管道Ⅱ，9为管道Ⅲ。
具体实施方式
实施例1
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为7:3；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为400～450℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为0.5～1.0；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例2
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为7:3；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为430～500℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为0.5～1.0；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例3
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为7:3；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为500～520℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为0.5～1.0；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例4
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为7:3；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为430～500℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为0.1～0.5；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例5
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为7:3；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为430～500℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为1.0～1.5；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例6
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为6:4；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为430～500℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为0.5～1.0；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例7
①原材料预热：将富芳烃原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油的进料质量比为5:5；③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉辐射段加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；其中，焦炭塔内结焦温度为430～500℃；结焦压力为0.5～0.8MPa；循环重量比为0.5～1.0；焦化周期为24～48h；⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；⑥焦炭塔结焦后的针状焦进行高温煅烧，其中高温煅烧的温度为1450℃。根据此工艺生产出的针状焦性能见附表。
实施例8
实现本工艺所需要的装置包括富芳烃油罐1，原料泵5，焦化加热炉2，焦化分馏塔3，加热炉进料泵6，焦炭塔4和生焦脱水罐10、烘干机11，所述富芳烃油罐1通过原料泵5与焦化加热炉2连接，经焦化加热炉2对流段加热后的富芳烃油通过管道Ⅰ7进入焦化分馏塔3；经焦化分馏塔分馏后，重芳烃油经加热炉进料泵6进入焦化加热炉2辐射段进行加热，然后经管道Ⅱ8进入焦炭塔4，所述焦炭塔4通过管道Ⅲ9连有焦化分馏塔3。
按照新工艺生产高强度油系针状焦不仅可以节约能源，同时从上述表格中可以看出，生产出的高强度油系针状焦的性能达到甚至超过原工艺生产的针状焦性能。

Claims (7)

1.一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，其特征在于：富芳烃油结焦前分馏塔分馏及去除轻组分工艺合并，其工艺过程为：
①原料油预热：将富芳烃油原料经原料泵打入焦化加热炉对流段，并加热到300～340℃；
②经加热后的富芳烃油分两路进入焦化分馏塔底部；
③分馏：焦化分馏塔塔顶温度控制在110～130℃分馏出轻组分，其中焦化分馏塔塔底的温度为330～360℃，得到富芳烃油重组分及尾油；
④加热、焦化：焦化分馏塔塔底富芳烃油重组分经加热炉进料泵进入焦化加热炉加热到450～540℃进入焦炭塔进行结焦；
⑤焦炭塔结焦产生的高温焦化油气与经加热炉加热进入焦化分馏塔中的富芳烃油进行换热，同时淋洗高温焦化油气中携带的焦粉；
⑥焦炭塔结焦后的生焦经水力除焦后转运到煅烧车间高温煅烧得到针状焦。
2.根据权利要求1所述的一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，其特征在于：在步骤②中，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油进料经过了分馏塔塔盘，以便分馏富芳烃油中的轻组分。
3.根据权利要求1所述的一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，其特征在于：在步骤②中，分两路进入焦化分馏塔的富芳烃油两路的进料质量比为7:3～3:7。
4.根据权利要求1所述的一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，其特征在于：在步骤④中，所述焦炭塔内结焦温度为400～520℃；结焦压力为0.3～1.0MPa；循环重量比为0.1～1.5；焦化周期为24～48h。
5.根据权利要求4所述的一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，其特征在于：在步骤④中，所述焦炭塔内结焦温度为430～500℃。
6.根据权利要求1所述的一种超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的工艺，其特征在于：在步骤⑥中，所述针状焦高温煅烧的温度为1400～1500℃。
7.一种生产超临界萃取油浆一步法生产高强度油系针状焦的装置，其特征在于：包括富芳烃油罐，原料泵，焦化加热炉，焦化分馏塔，加热炉进料泵，和焦炭塔，所述富芳烃油罐通过原料泵与焦化加热炉连接，所述焦化加热炉通过管道Ⅰ连有焦化分馏塔，所述焦化分馏塔通过加热炉进料泵连有焦化加热炉，所述焦化加热炉通过管道Ⅱ连有焦炭塔，所述焦炭塔通过管道Ⅲ连有焦化分馏塔。
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Address before: 272000, Shandong, Jining province Jiaxiang Liang Bao temple town Hongqi Road northbound

Patentee before: SHANDONG YIDA NEW MATERIAL Co.,Ltd.