CN86100675A - 煤系针状焦的一种新型制取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种制取煤系针状焦的方法，属于炼焦化工技术。所得产品广泛用于国防，核能利用、炼钢和一些特殊民用工业中。为简化工艺流程，充分利用资源，本发明以煤焦油、煤软沥青或配制软沥青等为原料，不添加溶剂，仅进行加热处理和真空闪蒸以获得缩聚沥青，然后在改进的延迟焦化装置中进行焦化处理制得煤系针状焦，并按需要控制加热与闪蒸条件，分别获得不同品种和不同规格的合格联产品。
Description
本发明属于一种炼焦化工技术，所得产品广泛用于国防、核能利用、炼钢和一些特殊民用工业中。
针状焦是一种重要的新型工业原材料，用它制成的石墨，具有高结晶度、高纯度、高比重、低模量、低热膨胀系数、低烧蚀性等一系列优点。用针状焦制成的超高功率石墨电极，用于炼钢可以明显地提高冶炼效率，增加产量，大幅度节省电能和原材料的消耗，并可改善劳动条件和减少环境污染等。当前这种针状焦在国际市场上供不应求，价格颇为昂贵。针状焦按原料不同分为油系和煤系两大类。油系针状焦是以石油组分为原料，已在世界上较大量生产，但鉴于适合制取油系针状焦的原料（热裂化渣油等）不足，便要求发展煤系针状焦来满足市场需要。
经检索，目前世界上仅有日本日铁化学公司和三菱化成公司已工业化生产煤系针状焦，均采用溶剂法〔三菱化成公司专利请参看（1）日本特开昭57-70184（1982年），（2）日本特开昭58-98385（1983年）;日铁化成公司专利请参看日本特公昭49-26481（1974年）〕。溶剂法生产煤系针状焦是在煤焦油或煤软沥青原料中加入大量溶剂，溶解其低中沸点组分，然后加入少量凝聚剂以分离出溶液，目的是除去原料中的妨碍中间相小球体成长的喹啉不溶物有害杂质，这种有害杂质随重沸点组分的沉淀而分离出去。低中沸点组分溶液经真空蒸馏除去溶剂后，得到预处理油分，然后在延迟焦化装置中进行焦化处理得针状焦产品。此方法流程长、工艺复杂、产品成本高。
本发明的目的在于寻求一种质量达到世界先进水平、原料较广、工艺较简单并可获得多种合格联产品的煤系针状焦新型制取方法。本发明的显著优点是，由于不添加溶剂，因此减少了加入和除去溶剂的过程;也不添加凝聚剂，故不能降低重沸点组分的质量，从而获得价值较高的合格联产品，使资源得到充分利用，具有明显的经济效益。
本发明的要点是以煤焦油、煤软沥青或配制软沥青（提取出贵重产品后的馏分油和沥青配制）等为原料，在不加溶剂的条件下，进行加热处理和真空闪蒸，提取中沸点馏分，以除去某些妨碍中间相小球体成长的有害物质、特别是彻底除去喹啉不溶物杂质，得纯净油料;此纯净油料（或纯净油料再加入任意配比的焦油馏分）再经热缩聚得缩聚沥青。然后将其送入改进的延迟焦化装置进行焦化处理，得煤系针状焦。在获得纯净油料的同时，按需要控制加热与闪蒸条件，在同一套装置中，分别获得改质沥青②、硬质沥青③、高温沥青④或普通延迟焦原料沥青⑤等不同品种和不同规格的合格联产品，满足不同时期市场上的不同需要。
本发明的实施例和工艺流程可参阅附图加以说明。
附图为煤系针状焦新型制取方法的工艺流程图。
煤焦油、煤软沥青或配制软沥青（提取出贵重产品后的馏分油和沥青配制）等原料①经1＃加热炉（1）进入1＃反应器（2），在此进行裂解、缩聚和蒸发，器内温度为350～480℃、压力为0～20kgf/cm2，停留时间3～20小时，然后进入闪蒸塔（3），塔内真空度为0～710mmHg柱，其顶部得到除去某些妨碍中间相小球体成长的有害物质、特别是彻底除去喹啉不溶物杂质的纯净油料，底部分别得到改质沥青②、硬质沥青③、高温沥青④或普通延迟焦原料沥青⑤等联产品。其加热与闪蒸条件是按底部联产品达到合格与顶部油料达到纯净为目的而确定的。1＃反应器（2）和闪蒸塔（3）顶部出来的纯净油料（或者纯净油料配入任意配比的焦油馏分）分别经冷凝器（8）和（9）冷凝后，连同分馏塔（5）底部的重油一起送入1＃加热炉（1）和2＃反应器（4），在此再次进行缩聚反应，器内温度360～490℃，压力5～40kgf/cm2、停留时间5～24小时，得缩聚沥青。缩聚沥青是一种适于中间相小球体成长的纯净油料。
缩聚沥青由2＃反应器（4）连同配入的循环中油（其重量比为0.5～4）一起送入2＃加热炉（6），炉出口温度为400～520℃（变温操作），然后进入焦化塔（7），缩聚沥青在塔顶压力为0～10kgf/cm2的条件下进一步缩聚，生成中间相小球体，然后成长、融并，最后制得针状焦⑦，在塔内的停留时间为24～48小时。一个塔装满焦炭后，切换到另一塔，两塔交替操作。焦化塔（7）顶部油汽进入分馏塔（5）下部。
分馏塔（5）顶部温度为110～210℃，底部温度为210～450℃，压力为0～8kgf/cm2。塔顶油汽经冷凝器（10）冷凝后得轻油⑥;塔底重油经1＃加热炉（1）进入2＃反应器（4）;从塔侧线引出中油，配入由2＃反应器（4）来的缩聚沥青中，作为循环中油使用。
当以煤软沥青为原料，按上述流程和条件进行实施时，制得煤系针状焦⑦和改质沥青②或普通延迟焦原料沥青⑤等联产品，其所用原料和产品质量举例如下：
软沥青的性质见表1。
改质沥青和普通延迟焦原料沥青的质量见表2。
针状焦的质量见表3。
表1 软沥青的性质
Claims (5)
1、一种煤系针状焦的制取方法，以煤焦油、煤软沥青为原料，经加工后获得纯净油料，再进行焦化处理，本发明的特征是原料加工时，不需要添加溶剂，而是将其进行加热处理和真空闪蒸，提取出中沸点馏分得纯净油料，同时获得不同品种和不同规格的合格联产品，纯净油料再经热缩聚得到适于中间相小球体成长的缩聚沥青，然后再在改进的延迟焦化装置中进行焦化处理得煤系针状焦。
2、根据权利要求1所述的制取方法，其特征是煤焦油、煤软沥青或配制软沥青（提取出贵重产品后的馏分油和沥青配制）等原料①于1＃反应器（2）内，在温度350～480℃、压力0～20kgf/cm2、停留时间3～20小时的条件下进行加热处理，产生裂解和缩聚反应，再在闪蒸塔（3）内于真空度0～710mmHg柱的条件下闪蒸，其顶部得到除去某些妨碍中间相小球体成长的有害物质、特别是彻底除去喹啉不溶物杂质的纯净油料。
3、根据权利要求1、2所述的制取方法，其特征是在1＃反应器（2）和闪蒸塔（3）中，除获得所需的纯净油料外，还可以在同一套装置中，按市场不同时期的不同需要控制加热与闪蒸条件，分别获得改质沥青②、硬质沥青③、高温沥青④或普通延迟焦原料沥青⑤等不同品种和不同规格的合格联产品。
4、根据权利要求1、2所述的制取方法，其特征是将所获得的纯净油料（或于纯净油料中加入任意配比的焦油馏分）于2＃反应器（4）内，在温度360～490℃、压力5～40kgf/cm2、停留时间5～24小时的条件下再次进行加热处理，产生缩聚反应，获得用作制取针状焦的原料-缩聚沥青。
5、根据权利要求4所述的制取方法，其特征是把缩聚沥青送入改进的延迟焦化装置，在2＃加热炉（6）出口温度400～520℃（变温操作）、焦化塔（7）顶部压力0～10kgf/cm2、分馏塔（5）顶部温度110～210℃、分馏塔（5）底部温度210～450℃、分馏塔（5）压力0～8kgf/cm2、缩聚沥青与循环中油的重量比为0.5～4的条件下进行焦化处理，在塔内停留24～48小时制得针状焦。
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