一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的生产方法技术

本发明专利技术属于煤化工技术领域，公开了一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，所述方法将煤焦油沥青和溶剂混合后，经分离得到轻相和重相，去除轻相中的溶剂得到净化煤焦油沥青，对净化煤焦油沥青进行焦化处理得到煤系针状焦，所述方法使用的溶剂中含有较多≤200℃的轻质馏分，相比于含大量重质馏分的溶剂，本发明专利技术的溶剂密度较低，将其与煤焦油沥青混合后，形成的轻相更易与重相分离，且因溶剂中含有大量的轻质馏分，去除轻相中的溶剂时所述溶剂更易与净化煤焦油沥青分离，降低了溶剂的回收能耗，提高了溶剂的回收率，降低了生产成本。

A Production Method of Maximizing the Utilization of Coal Tar to Produce Coal Series Needle Coke

The invention belongs to the technical field of coal chemical industry, and discloses a method for maximizing the utilization of coal tar to produce coal-based needle coke. The method mixes coal tar pitch with solvent, separates light phase and heavy phase, removes solvent in light phase to purify coal tar pitch, cokes coal tar pitch to obtain coal-based needle coke, and the solvent used in the method contains coal tar pitch. Compared with the solvent containing a large amount of heavy fraction, the solvent density of the present invention is lower, and the light phase formed by mixing the solvent with coal tar pitch is easier to be separated from the heavy phase, and because the solvent contains a large number of light fractions, the solvent is easier to be separated from the purified coal tar pitch when removing the solvent in the light phase, thus reducing the energy consumption of solvent recovery and increasing the energy consumption of the solvent. The solvent recovery rate was improved and the production cost was reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的生产方法
本专利技术属于煤化工
，涉及针状焦的生产，具体涉及一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法。
技术介绍
针状焦是一种优质碳素材料，由于粉碎后呈细长的针状结构而得名，它取向性好，导电、导热性能强，是制造高级石墨电极的主要原料，用针状焦生产的超高功率石墨电极具有电阻率低、体积密度大、机械强度高、热膨胀系数小、抗热震性能好等优点。针状焦石墨化制品被广泛应用于电炉炼钢电极、核反应堆减速材料及火箭技术等领域。目前生产的针状焦根据其使用原料的不同可以分为石油系针状焦和煤系针状焦两大类。其中，石油系针状焦是以石油重质油为原料生产，煤系针状焦则是以煤焦油沥青及其馏分为原料生产。在针状焦生产初期，石油系针状焦占主导地位，其后由于石油价格居高不下以及石油加工的日趋轻质化，致使石油系针状焦原料减少，于是自上世纪70年代后期开始，煤系针状焦的制备得到了广泛发展。煤系针状焦的形成须经历不稳定中间相小球体的形成以及小球体的生长和融并过程，而煤焦油沥青原料中的甲苯不溶-喹啉可溶物(QS-TI)和喹啉不溶物(QI)会阻碍中间相小球体的进一步长大和融并，从而不能形成纤维结构良好的煤系针状焦。因此，为了得到高品质的煤系针状焦，首先必须对生产煤系针状焦的煤焦油沥青进行预处理以脱除其中的QS-TI及QI成分，然后对得到的净化煤焦油沥青进行焦化处理。如中国专利文献CN103509572A公开了一种利用溶剂法制备高品质煤系针状焦的工艺，该工艺使煤系原料与溶剂混合，通过物理分离除去喹啉不溶物，分离之后对澄清液进行蒸馏，对蒸馏后的重质馏分进行加氢处理，然后焦化得到煤系针状焦。然而，该工艺中使用的溶剂其重质馏分含量高，溶剂密度较大，与煤系原料混合后，不易分离，增大了溶剂回收的难度，提高了生产成本高；此外，该工艺中没有对高喹啉不溶物残渣进行综合利用，降低了煤系原料的整体利用率，不利于提高环境经济效益；另外，随着溶剂重复回收利用次数的增加，其净化煤焦油沥青的性能也会随之下降。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有制备煤系针状焦的工艺存在溶剂回收难度大、没有对原料综合利用以及溶剂重复回收利用后性能下降的问题，从而提供一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，包括煤焦油沥青的净化步骤和净化煤焦油沥青的焦化步骤，所述煤焦油沥青的净化步骤包括如下步骤：(1)蒸馏煤焦油和/或焦化油气，将得到的残渣作为原料煤焦油沥青；将得到的150～270℃馏分作为芳香烃溶剂；将得到的270～360℃馏分和/或分馏塔塔顶油气与脱酚油混合后经加氢处理得到的产物再经分馏得到的130～310℃馏分作为所述脂肪烃溶剂；将上述芳香烃溶剂和脂肪烃溶剂混合，得到混合溶剂；(2)将上述混合溶剂与煤焦油沥青混合，得到煤焦油沥青和混合溶剂的混合物；(3)分离所述煤焦油沥青和混合溶剂的混合物，得到轻相和重相；(4)将所述轻相和所述重相分别排出；(5)分别去除所述轻相与重相中的混合溶剂，得到净化煤焦油沥青及副产粘结剂沥青，回收得到的混合溶剂作为步骤(1)中的溶剂。进一步地，步骤(1)中所述芳香烃溶剂与脂肪烃溶剂混合的质量比为5：5～7：3。进一步地，步骤(2)中所述混合溶剂与所述煤焦油沥青的质量比为(0.8～1.2)：1。进一步地，步骤(2)所述煤焦油沥青和混合溶剂混合的温度为100～140℃。进一步地，步骤(3)所述分离为沉降分离，所述沉降的温度为60～100℃，沉降的时间为4～10h。进一步地，步骤(3)所述轻相和重相的质量比为(17～19)：1。进一步地，去除所述轻相与重相中的混合溶剂是通过减压蒸馏的方式。进一步地，所述减压蒸馏回收混合溶剂的回流比为(0.05～0.9)：1。进一步地，还包括将所述净化煤焦油沥青的焦化步骤中产生的焦化油气作为步骤(1)中制备所述混合溶剂的原料的步骤。进一步地，还包括将所述回收的混合溶剂与蒸馏煤焦油和/或焦化油气所得的130～270℃馏分混合作为含酚油的步骤。本文中，所述TS为甲苯可溶物，QS-TI为甲苯不溶喹啉可溶物，QI为喹啉不溶物。本文中，所述回流比是指回流量与减压蒸馏出的混合溶剂总量的比值。本专利技术的技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，所述方法将煤焦油沥青和混合溶剂混合后，经分离得到轻相和重相，去除轻相中的混合溶剂得到净化煤焦油沥青，对净化煤焦油沥青进行焦化处理得到煤系针状焦，所述方法使用的混合溶剂为芳香烃溶剂和脂肪烃溶剂的混合物，所述芳香烃溶剂和脂肪烃溶剂均为煤系溶剂，由煤焦油和/或煤焦油生产针状焦过程中的副产焦化油气经处理得到，提高了煤焦油的整体利用率，降低了生产成本，具有很好的环境经济效益。所述芳香烃溶剂和脂肪烃溶剂混合后得到的混合溶剂中含有较多≤200℃的轻质馏分，相比于含大量重质馏分的溶剂，本专利技术的混合溶剂密度较低，将其与煤焦油沥青混合后，形成的轻相更易与重相分离，且因混合溶剂中含有大量的轻质馏分，去除轻相及重相中的混合溶剂时所述混合溶剂更易分离，降低了溶剂的回收能耗，提高了溶剂的回收率，降低了生产成本。2.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，所述方法对混合溶剂的芳脂比进行限定，以使形成的混合溶剂黏度适中，不仅具有较强的原料沥青溶解能力，使净化煤焦油沥青的回收率高，QI及QS-TI含量少，提高了煤系针状焦的品质，而且所述混合溶剂还易于回收，经济效益高。3.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，对所述混合溶剂与煤焦油沥青的质量比进行限定，一方面避免质量比过小限制TS溶解，减少净化煤焦油沥青的收率，从而降低煤系针状焦的产量，另一方面也避免溶质量比过大导致溶剂的浪费。4.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，对所述煤焦油沥青和混合溶剂的混合温度进行限定，是因为混合的温度过低不利于煤焦油沥青的溶解，同时还会导致溶解的煤焦油沥青沉积析出，不利于连续稳定生产；而混合的温度过高，会导致能耗过高，且溶剂损失严重。5.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，限定所述煤焦油和混合溶剂混合物的沉降温度及时间，以及轻相与重相的分离比，保证净化煤焦油沥青的产品质量和收率，为生产高品质煤系针状焦提供良好的前提条件。6.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，对轻相以及重相的分离均采用减压蒸馏塔，较常用的离心机，混合溶剂的回收率更高，且得到的沥青质量更稳定，有利于后续针状焦的连续稳定生产，保证了针状焦的品质，所述方法将得到的残渣作为粘结剂沥青，为副产高喹啉不溶物残渣提出了明确的利用方向，大大提高了煤焦油的整体利用率，显著增加了煤焦油的附加值，具有明显的环境经济效益。7.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，将所述净化煤焦油沥青焦化中产生的焦化油气作为制备溶剂的原料，降低了生产的成本，提高了煤焦油的整体利用率，降低了针状焦的生产成本，具有很好的环境经济效益。8.本专利技术提供的最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，还包括将回收利用后的混合溶剂作为制备含酚油的原料，解决了混合溶剂回收利用若干次后性能下降的问题，提高了最大化利用煤焦油生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，包括煤焦油沥青的净化步骤和净化煤焦油沥青的焦化步骤，其特征在于，所述煤焦油沥青的净化步骤包括如下步骤：(1)蒸馏煤焦油和/或焦化油气，将得到的残渣作为原料煤焦油沥青；将得到的150～270℃馏分作为芳香烃溶剂；将得到的270～360℃馏分和/或分馏塔塔顶油气与脱酚油混合后经加氢处理得到的产物再经分馏得到的130～310℃馏分作为所述脂肪烃溶剂；将上述芳香烃溶剂和脂肪烃溶剂混合，得到混合溶剂；(2)将上述混合溶剂与煤焦油沥青混合，得到煤焦油沥青和混合溶剂的混合物；(3)分离所述煤焦油沥青和混合溶剂的混合物，得到轻相和重相；(4)将所述轻相和所述重相分别排出；(5)分别去除所述轻相与重相中的混合溶剂，得到净化煤焦油沥青及副产粘结剂沥青，回收得到的混合溶剂作为步骤(1)中的混合溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种最大化利用煤焦油生产煤系针状焦的方法，包括煤焦油沥青的净化步骤和净化煤焦油沥青的焦化步骤，其特征在于，所述煤焦油沥青的净化步骤包括如下步骤：(1)蒸馏煤焦油和/或焦化油气，将得到的残渣作为原料煤焦油沥青；将得到的150～270℃馏分作为芳香烃溶剂；将得到的270～360℃馏分和/或分馏塔塔顶油气与脱酚油混合后经加氢处理得到的产物再经分馏得到的130～310℃馏分作为所述脂肪烃溶剂；将上述芳香烃溶剂和脂肪烃溶剂混合，得到混合溶剂；(2)将上述混合溶剂与煤焦油沥青混合，得到煤焦油沥青和混合溶剂的混合物；(3)分离所述煤焦油沥青和混合溶剂的混合物，得到轻相和重相；(4)将所述轻相和所述重相分别排出；(5)分别去除所述轻相与重相中的混合溶剂，得到净化煤焦油沥青及副产粘结剂沥青，回收得到的混合溶剂作为步骤(1)中的混合溶剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述芳香烃溶剂与脂肪烃溶剂混合的质量比为5：5～7：3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述混合溶剂与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宁，毛世强，李秀辉，吕子胜，王彦军，述子清，王雄雄，刘宁，姬锐，刘伟，赵修洪，
申请(专利权)人：陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61