CN208857216U - 一种负极材料焦的生产装置 - Google Patents

Abstract

一种负极材料焦的生产装置，包括焦化塔、加热炉、分馏塔；还包括重油中间罐，所述重油中间罐的重油入口与分馏塔的重油采出口相连接，重油中间罐的物料出口通过管道和重油泵连接分馏塔底部的一个入口，所述重油中间罐设有罐体加热器和搅拌器，在重油中间罐上还设有石墨粉进料口。本实用新型添加高纯石墨粉，以及采用低喹啉不溶物、低灰的原料，保障负极材料焦的纯度。通过调整高纯石墨粉的比例来改变原料成焦过程，改变负极材料焦的微观结构，满足不同类型负极材料生产需求。在现有成熟装置基础上进行改进，可实现负极材料焦连续生产，生产效率高。

Description

一种负极材料焦的生产装置

技术领域

本实用新型涉及负极材料生产领域，尤其涉及一种负极材料焦的生产装置。

背景技术

锂离子电池具有高比能量、循环寿命长、无记忆效应等诸多优点，随着各类电子产品的快速发展，以及国家对新能源汽车产业的政策鼓励，锂离子电池产业必将在未来持续高速发展，为负极材料产业带来了更大的机遇，但同时也提出了更高的要求。

负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一，目前主导负极材料市场的主要是炭负极材料，主要有天然石墨、中间相炭微球(MCMB)、针状焦、石油焦、冶金焦等。天然石墨颗粒表面反应活性不均，晶粒粒度较大，充放电过程中晶体结构容易被破坏，存在首周效率低、倍率性能不好等缺点，经过包覆、表面改性等技术处理，可以基本满足消费类电子产品对小型电池性能的要求。MCMB颗粒表面结构为均匀的石墨结构边缘，反应活性均匀，具有首周效率高、倍率性能优等优点，但总体性能与人造石墨相比无明显优势，且制作成本高，在市场占比不高。目前针状焦、石油焦、冶金焦等经高温石墨化得到的人造石墨，经过改性处理，在一定程度上改善了天然石墨的缺陷，得到了业界的认可，市场占有率相对较高，但人造石墨原料针状焦、石油焦、冶金焦等炭素材料由于其特有的微观结构和性能，主要适用于石墨电极、增碳剂、钢铁冶炼等领域，不是专门为负极材料而开发和生产的，它们固有的材料结构使其在锂离子电池应用方面存在一定缺陷，不能满足未来锂离子电池发展对负极材料的更高要求，尤其在动力电池应用方面，不能满足更高的容量、更长的循环寿命、更高的安全性能等要求，因此需开发一种结构更稳定、更适用于负极材料专用的炭素材料。

实用新型内容

本实用新型针对现有负极材料的缺陷，提出一种负极材料焦的生产装置。该工艺特点是，在成熟的延迟焦化工艺基础上进行装置改进，并在延迟焦化混合油中添加高纯石墨粉，经焦化得到负极材料焦，生产得到的负极材料焦纯度高、易石墨化，制成的负极材料在锂离子电池应用过程中，具有结构稳定、容量高、倍率性能好、安全性能高等优点，满足锂离子电池发展的更高要求。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种负极材料焦的生产装置，包括焦化塔、加热炉、分馏塔；还包括重油中间罐，所述重油中间罐的重油入口与分馏塔的重油采出口相连接，重油中间罐的物料出口通过管道和重油泵连接分馏塔底部的一个入口，所述重油中间罐设有罐体加热器和搅拌器，在重油中间罐上还设有石墨粉进料口。

所述重油中间罐为两个。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)添加高纯石墨粉，以及采用低喹啉不溶物、低灰的原料，保障负极材料焦的纯度。

2)通过调整高纯石墨粉的比例来改变原料成焦过程，改变负极材料焦的微观结构，满足不同类型负极材料生产需求。

3)在现有成熟装置基础上进行改进，可实现负极材料焦连续生产，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程图。

图中：1-加热炉、2-焦化塔、3-分馏塔、4-重油中间罐、5-焦化原料罐、6-重油泵、7-焦化原料泵、8-进料泵、9-循环油泵、10-重油管线、11-重油采出线、12-轻油、煤气采出线、13-负极材料焦、14-油气线、15-石墨粉进料口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式进一步说明：

一种负极材料焦的生产工艺，是在延迟焦化混合油中添加高纯石墨粉，经焦化得到负极材料焦，具体工艺步骤包括：

1)原料预热：焦化原料经泵由焦化原料罐5抽出，经加热炉预1热后进入分馏塔3底部；

2)添加石墨粉并混合：将高纯石墨粉加入到重油中间罐4中与分馏塔3采出的焦化重油混合均匀后，经泵送至分馏塔3底部，与焦化原料和塔底重油混合成焦化混合油；

3)延迟焦化：混合油经泵送至焦化加热炉1，经加热炉1加热后，进入延迟焦化塔2焦化；

4)分馏塔3分馏及焦化原料油混合：由焦化塔2焦化产生的高温油气进入分馏塔3底部，经分馏得到焦化重油、轻油、煤气，部分重油采出至重油中间罐4，一部分作为副产品采出；

5)除焦：延迟焦化塔2进料24～72小时后，停止进料，经水力除焦、烘干后得到负极材料焦。

所述高纯石墨粉粒度为0～20μm，纯度大于99％。

所述高纯石墨粉添加比例为重油质量的0.1～30％。

所述焦化原料为煤系沥青、石油系沥青其中的一种或两种混合。其中石油系沥青包括石油沥青、催化裂化油浆、乙烯渣油等。

所述焦化原料的喹啉不溶物含量为0～0.5％，灰分为0～0.5％。

在上述步骤3)中，延迟焦化主要工艺参数为：焦化塔2内焦化温度450～550℃，焦化压力0～1.0MPa，循环比0.2-2。

如图1所示，一种负极材料焦的生产装置，包括焦化塔2、加热炉1、分馏塔3；还包括重油中间罐4，所述重油中间罐4的重油入口与分馏塔3的重油采出线相连接，在分馏塔3底部设置有由循环油泵9与循环管道构成的混合油循环管路，重油中间罐4的物料出口通过管道和重油泵6连接分馏塔3底部的混合油循环管路，所述重油中间罐4设有罐体加热器和搅拌器，在重油中间罐4上还设有石墨粉进料口15。

所述重油中间罐4为两个，混料与进料交替使用。

焦化原料罐5通过焦化原料泵7连接加热炉1，加热炉1的焦化原料出口通过管道连接分馏塔3底部的焦化原料入口。分馏塔3底部的混合油出口通过管道和进料泵8连接加热炉1，加热炉1的混合油出口通过管道连接焦化塔2。焦化塔2的油气线14连接分馏塔3底部的高温油气入口，焦化塔2底部采出负极材料焦。

将高纯石墨粉加入到重油中间罐4中与焦化重油混合均匀后，经重油泵6送至分馏塔底3部，循环油泵9将分馏塔3底的焦化原料、含有高纯石墨粉的重油混合均匀，混合成为焦化混合油，焦化混合油经加热炉1加热后送入焦化塔2延迟焦化。

其中，重油中间罐4的1#罐和2#罐分别交替作为进料罐和配料罐，当1#罐作为进料罐进料时，2#作为配料罐，重油采出到2#罐，高纯石墨粉由2#罐顶石墨粉进料口15进入，重油与高纯石墨粉按比例混合，经罐体搅拌混合均匀待用；1#罐进料完毕，切换2#罐进料，此时1#罐为配料罐，2#为进料罐，如此交替，实现石墨粉与重油的连续进料。

由焦化塔2焦化产生的高温油气进入分馏塔3底部，经分馏得到焦化重油、轻油、煤气，部分重油经重油管线10采出至重油中间罐4，一部分由重油采出线11作为副产品采出；轻油和煤气由轻油、煤气采出线12采出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的实施例而已，并非是对本实用新型作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员，凡是未脱离本实用新型的技术方案内容，依据本实用新型的技术实质及构思所做的任何简单修改、等同变换与改型，仍属于本实用新型的技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种负极材料焦的生产装置，包括焦化塔、加热炉、分馏塔；其特征在于，还包括重油中间罐，所述重油中间罐的重油入口与分馏塔的重油采出口相连接，重油中间罐的物料出口通过管道和重油泵连接分馏塔底部的一个入口，所述重油中间罐设有罐体加热器和搅拌器，在重油中间罐上还设有石墨粉进料口。

2.根据权利要求1所述的一种负极材料焦的生产装置，其特征在于，所述重油中间罐为两个。