CN109504416A - 一种煤系针状焦的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤系针状焦的生产工艺，包括以下步骤：S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照6‑8:3‑4：0.5‑1的比例取出，并混合均匀，然进行沉降，获得轻相和重相；S2、制备轻油；S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50在20‑50㎜之间，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1‑2:8‑10的比例混合均匀；S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.5‑2的比例混合均匀，获得针状焦原料；S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni‑Mo系催化剂，然后加热至300‑400℃，并保持10‑15Mpa的气压，搅拌1‑2小时后取出；S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1400‑1500℃进行生焦，保持100‑150MPa的气压，煅烧2‑3小时后取出，冷却即可获得针状焦。

Description

一种煤系针状焦的生产工艺
技术领域
本发明涉及针状焦制备技术，特别是涉及一种煤系针状焦的生产工艺。
背景技术
针状焦是炭素材料中大力发展的一个优质品种，其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感，是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料。根据生产原料的不同，针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦两种。以石油渣油为原料生产的针状焦为油系针状焦；以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系针状焦。
而目前，国内主要以煤系针状焦为主，但是目前各个厂家的煤系针状焦制备工艺均属于保密状态或受专利保护，而且其制备的成本相对偏高、成品率偏低，不利于目前激烈的市场竞争。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种煤系针状焦的生产工艺，其工艺简单、成品率高、而且成本相对偏低。
为实现上述目的，本发明提供了一种煤系针状焦的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照6-8:3-4：0.5-1的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至150-200℃，保持此温度连续搅拌3-4小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持150-200℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到220-260℃后进入加热炉，通过加热炉加热至300-350℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出至沥青生产设备，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50在20-50㎜之间，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1-2:8-10的比例混合均匀；一般需要加热至150-180℃，搅拌1-2小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.5-2的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至300-400℃，并保持10-15Mpa的气压，搅拌1-2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1400-1500℃进行生焦，保持100-150MPa的气压，煅烧2-3小时后取出，冷却即可获得针状焦。
本发明的有益效果是：本发明工艺简单，虽然中途会采用成品的针状焦，但是这能够增加成焦速度，而且不需要复杂的提料、蒸馏程序，因此，成本也相对偏低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例一
一种煤系针状焦的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照7:3.2：0.6的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至180℃，保持此温度连续搅拌3-4小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持180℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到240℃后进入加热炉，通过加热炉加热至340℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出备用，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50为30㎜，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1.2:9的比例混合均匀；再加热至180℃，搅拌1.5小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.8的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至370℃，并保持12Mpa的气压，搅拌2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1450℃进行生焦，保持120MPa的气压，煅烧2.5小时后取出，冷却即可获得针状焦。
实施例二
一种煤系针状焦的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照8:4：0.7的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至200℃，保持此温度连续搅拌4小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持200℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到230℃后进入加热炉，通过加热炉加热至320℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出至沥青生产设备，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50为40㎜，且轻油与煤系针状焦颗粒按照2: 10的比例混合均匀；再加热至150℃，搅拌2小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:2的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至350℃，并保持10-15Mpa的气压，搅拌2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1500℃进行生焦，保持150MPa的气压，煅烧2小时后取出，冷却即可获得针状焦。
实施例三
一种煤系针状焦的生产工艺，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照6.5:3：0.7的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至160℃，保持此温度连续搅拌3小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持160℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到260℃后进入加热炉，通过加热炉加热至350℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出至沥青生产设备，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50为50㎜，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1.8:10的比例混合均匀；再加热至160℃，搅拌2小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.6的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至340℃，并保持5Mpa的气压，搅拌2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1400℃进行生焦，保持100MPa的气压，煅烧3小时后取出，冷却即可获得针状焦。
本案中的比例均为重量份数比。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种煤系针状焦的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照6-8:3-4：0.5-1的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至150-200℃，保持此温度连续搅拌3-4小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持150-200℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到220-260℃后进入加热炉，通过加热炉加热至300-350℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出至沥青生产设备，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50在20-50㎜之间，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1-2:8-10的比例混合均匀；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.5-2的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至300-400℃，并保持10-15Mpa的气压，搅拌1-2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1400-1500℃进行生焦，保持100-150MPa的气压，煅烧2-3小时后取出，冷却即可获得针状焦。
2.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述溶剂为蒽油。
3.如权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于，S3中还需要加热至150-180℃，搅拌1-2小时进行充分混合。
4.如权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照7:3.2：0.6的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至180℃，保持此温度连续搅拌3-4小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持180℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到240℃后进入加热炉，通过加热炉加热至340℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出备用，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50为30㎜，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1.2:9的比例混合均匀；再加热至180℃，搅拌1.5小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.8的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至370℃，并保持12Mpa的气压，搅拌2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1450℃进行生焦，保持120MPa的气压，煅烧2.5小时后取出，冷却即可获得针状焦。
5.如权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照8:4：0.7的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至200℃，保持此温度连续搅拌4小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持200℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到230℃后进入加热炉，通过加热炉加热至320℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出至沥青生产设备，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50为40㎜，且轻油与煤系针状焦颗粒按照2: 10的比例混合均匀；再加热至150℃，搅拌2小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:2的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至350℃，并保持10-15Mpa的气压，搅拌2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1500℃进行生焦，保持150MPa的气压，煅烧2小时后取出，冷却即可获得针状焦。
6.如权利要求3所述的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将煤焦油与低温煤沥青、溶剂按照6.5:3：0.7的比例取出，并混合均匀，然后放入搅拌机中，加热至160℃，保持此温度连续搅拌3小时；然后放入沉降槽中进行沉降，获得轻相和重相，然后将轻相、重相分别排出沉降槽并分别存储；所述溶剂为蒽油；
S2、将S1获得的轻相放入原料油缓冲罐中，保持160℃，然后通过原料油泵抽送至脱水塔，在脱水塔内分离水和轻相，然后将轻相引入换热器，换热到260℃后进入加热炉，通过加热炉加热至350℃后进入二次蒸馏塔进行蒸发，蒸发后的沥青从底部排出至沥青生产设备，油汽上升，进入精馏段，二次蒸馏塔顶部采用蒽油馏分冷却器打回流，油气从二次蒸馏塔顶部进入馏分塔；在馏分塔内通过三混馏分换热器与作为原料的煤焦油换热后冷却，并进行收集，获得轻油，换热后的煤焦油进入S1使用；
S3、将轻油与煤系针状焦颗粒混合，煤系针状焦颗粒粒度D50为50㎜，且轻油与煤系针状焦颗粒按照1.8:10的比例混合均匀；再加热至160℃，搅拌2小时进行充分混合；
S4、将S3混合的固液混合物进行分离，过滤出液相，保留固相，将固相和S2制备的沥青按照1:1.6的比例混合均匀，获得针状焦原料；
S5、对针状焦原料进行加氢处理，加入Ni-Mo系催化剂，然后加热至340℃，并保持5Mpa的气压，搅拌2小时后取出；
S6、将S5处理后的针状焦原料放入焦化塔内，加热至1400℃进行生焦，保持100MPa的气压，煅烧3小时后取出，冷却即可获得针状焦。
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