优质石油焦的制备方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及石油焦制备领域，具体涉及优质石油焦的制备方法及其系统。该优质石油焦的制备方法包括：将油质物料和水送至第一加热单元中进行第一加热处理；将第一加热处理后的物料送至预缩合反应单元中进行预缩合反应，得到预缩合轻组分和预缩合重组分；将预缩合重组分和第一循环油送至第二加热单元中进行第二加热处理；将第二加热处理后的物料送至结焦单元中进行结焦处理，得到优质石油焦和结焦轻组分；将结焦轻组分和预缩合轻组分送至油气分离单元进行油气分离处理，得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分。本发明专利技术提供的该优质石油焦的制备方法，能够对整个优质石油焦，从而更为稳定地生产得到质量一致性更好的优质石油焦。

Preparation method and system of high quality petroleum coke

【技术实现步骤摘要】
优质石油焦的制备方法及其系统
本专利技术涉及石油焦制备领域，具体涉及优质石油焦的制备方法及其系统。
技术介绍
针状焦是一种具有金属光泽、纤维状纹理结构的优质石油焦，具有易石墨化、低热膨胀、高导电、低灰分、低硫的特点，是制备高功率(HP)和超高功率(UHP)石墨电极的主要原料。随着电动汽车的发展，针状焦在锂离子电池负极上的应用也逐渐增多。从针状焦的原料来看，分为油系和煤系。两种原料的组成不同，预处理过程也不相同。油系针状焦一般采用延迟焦化的工艺来生产，但是条件和生产普通焦炭并不一样，所需要的压力更高，反应时间更长。生产针状焦的限制因素主要有：1、原料的要求苛刻，条件比较窄；2、生产针状焦的过程变化因素多，操作复杂，得到的焦炭质量不稳定，一致性差。针状焦的形成机理是中间相成焦，这个过程的时间较长。之前的工艺条件是在同一个焦炭塔内完成低温长时间反应和高温碳化两个过程，操作变动比较大，不利于稳定操作，甚至影响焦炭质量。CN1872963A公开了一种生产针状焦的原料预处理方法，通过减压蒸馏和加氢反应，除去原料中的非理想反应组分。该处理方式主要是从生产针状焦的原料出发进行技术上是改进，对于针状焦的生产工艺并没有相关描述。US5286371公开了一种生产针状焦的方法，该方法采用渣油加氢处理、溶剂脱沥青和催化加氢等组合工艺，来实现生产针状焦的目的，但是过程比较复杂。CN1132896C公开了一种从常压渣油生产针状石油焦的方法，该方法通过对常压渣油进行缓和热转化，有利于生产符合要求的针状焦。这些方法都偏重于原料预处理，并未提供有关针状焦生产的焦化工艺部分对针状焦影响有所研究。CN103184057B公开了一种生产均质石油针状焦的方法，通过逐步变温和变原料阶段分离的过程调控，达到生产均质石油焦的方法。体现了过程工艺条件的调变，但是这种方法对设备和操作的要求高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够更为稳定地生产优质石油焦的制备方法及其系统。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种优质石油焦的制备方法，该方法包括：(1)将油质物料和水送至第一加热单元中进行第一加热处理；(2)将第一加热处理后的物料送至预缩合反应单元中进行预缩合反应，得到预缩合轻组分和预缩合重组分；(3)将所述预缩合重组分和第一循环油送至第二加热单元中进行第二加热处理；(4)将第二加热处理后的物料送至结焦单元中进行结焦处理，得到优质石油焦和结焦轻组分；(5)将所述结焦轻组分和预缩合轻组分送至油气分离单元进行油气分离处理，得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分；其中，将部分的油气分离重组分作为第一循环油；所述预缩合反应的条件包括：温度为380-480℃，停留时间为1-20h。本专利技术第二方面提供由上述方法制得的优质石油焦。本专利技术第三方面提供一种制备优质石油焦的系统，该系统包括：第一加热单元、预缩合反应单元、第二加热单元、结焦单元和油气分离单元；其中，所述第一加热单元用于将油质物料和水进行第一加热处理；所述预缩合反应单元用于对第一加热处理后的物料进行预缩合反应以得到预缩合轻组分和预缩合重组分；所述第二加热单元用于对所述预缩合重组分和第一循环油进行第二加热处理；所述结焦单元用于对第二加热处理后的物料进行结焦处理以得到优质石油焦和结焦轻组分；所述油气分离单元用于对所述结焦轻组分和预缩合轻组分进行油气分离处理以得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分；其中，所述油气分离单元与第二加热单元相连接以使得所述油气分离单元出来的部分油气分离重组分作为第一循环油。本专利技术提供的该优质石油焦的制备方法，能够对整个优质石油焦(尤其是针状焦)的生产过程进行更为合理的调控，能够更为稳定地生产得到质量一致性更好的优质石油焦。附图说明图1是根据本专利技术的一种优选的实施方式的制备优质石油焦的系统。附图标记说明1——油质物料储存罐；2——第一加热单元；3——预缩合反应单元；4——第二加热单元；5——第一结焦塔；6——第二结焦塔；7——油气分离单元。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供一种优质石油焦的制备方法，该方法包括：(1)将油质物料和水送至第一加热单元2中进行第一加热处理；(2)将第一加热处理后的物料送至预缩合反应单元3中进行预缩合反应，得到预缩合轻组分和预缩合重组分；(3)将所述预缩合重组分和第一循环油送至第二加热单元4中进行第二加热处理；(4)将第二加热处理后的物料送至结焦单元中进行结焦处理，得到优质石油焦和结焦轻组分；(5)将所述结焦轻组分和预缩合轻组分送至油气分离单元7进行油气分离处理，得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分；其中，将部分的油气分离重组分作为第一循环油；所述预缩合反应的条件包括：温度为380-500℃，停留时间为1-20h。本专利技术第三方面提供了一种制备优质石油焦的系统，该系统包括：第一加热单元2、预缩合反应单元3、第二加热单元4、结焦单元和油气分离单元7；其中，所述第一加热单元2用于将油质物料和水进行第一加热处理；所述预缩合反应单元3用于对第一加热处理后的物料进行预缩合反应以得到预缩合轻组分和预缩合重组分；所述第二加热单元4用于对所述预缩合重组分和第一循环油进行第二加热处理；所述结焦单元用于对第二加热处理后的物料进行结焦处理以得到优质石油焦和结焦轻组分；所述油气分离单元7用于对所述结焦轻组分和预缩合轻组分进行油气分离处理以得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分；其中，所述油气分离单元7与第二加热单元4相连接以使得所述油气分离单元7出来的部分油气分离重组分作为第一循环油。在本文中，以下将对本专利技术的方法和系统进行嵌套说明，但是应当理解的是，本专利技术的方法和系统既可以相结合使用，也可以各自独立地存在，而这些都包括在本专利技术的范围内。根据本专利技术，通过本专利技术的方法，特别是在结合本专利技术的系统下，可以对整个优质石油焦，特别是针状焦的生产更为合理且稳定的调控，所得的优质石油焦的质量也更好且更稳定。其中，优选情况下，所述优质石油焦为针状焦，其热膨胀系数CTE值为2.35×10-6-2.60×10-6/℃。根据本专利技术，步骤(1)中通过将油质物料和水进行第一加热处理，可以使得加热后的混合物方便达到预缩合反应所需的温度。该水的用量可以在较宽范围内变动，优选地，步骤(1)中，所述油质物料和水的用量的重量比为100：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优质石油焦的制备方法，其特征在于，该方法包括：/n(1)将油质物料和水送至第一加热单元(2)中进行第一加热处理；/n(2)将第一加热处理后的物料送至预缩合反应单元(3)中进行预缩合反应，得到预缩合轻组分和预缩合重组分；/n(3)将所述预缩合重组分和第一循环油送至第二加热单元(4)中进行第二加热处理；/n(4)将第二加热处理后的物料送至结焦单元中进行结焦处理，得到优质石油焦和结焦轻组分；/n(5)将所述结焦轻组分和预缩合轻组分送至油气分离单元(7)进行油气分离处理，得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分；/n其中，将部分的油气分离重组分作为第一循环油；/n所述预缩合反应的条件包括：温度为380-480℃，停留时间为1-20h。/n

【技术特征摘要】
1.一种优质石油焦的制备方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将油质物料和水送至第一加热单元(2)中进行第一加热处理；
(2)将第一加热处理后的物料送至预缩合反应单元(3)中进行预缩合反应，得到预缩合轻组分和预缩合重组分；
(3)将所述预缩合重组分和第一循环油送至第二加热单元(4)中进行第二加热处理；
(4)将第二加热处理后的物料送至结焦单元中进行结焦处理，得到优质石油焦和结焦轻组分；
(5)将所述结焦轻组分和预缩合轻组分送至油气分离单元(7)进行油气分离处理，得到油气分离轻组分、油气分离中间组分和油气分离重组分；
其中，将部分的油气分离重组分作为第一循环油；
所述预缩合反应的条件包括：温度为380-480℃，停留时间为1-20h。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述油质物料和水的用量的重量比为100：0.1-10，优选为100：1-5。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)还包括将第二循环油引入至第一加热单元(2)中与油质物料和水一起进行所述第一加热处理，所述第二循环油为部分的油气分离重组分；
优选地，所述油质物料和第二循环油的用量的重量比为100：1-50，优选为100：10-30。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述油质物料为富芳烃原料油在380-500℃的馏分油；
优选地，所述富芳烃原料油中，芳香烃的含量为30重量％以上，硫含量为0.5重量％以下。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述预缩合反应的条件包括：温度为400-480℃，优选为420-460℃；停留时间为8-15h，优选为8-12h；
优选地，所述预缩合反应的条件还包括：表压为0.08-0.11MPa，优选为常压。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述结焦处理的条件包括：温度为440-550℃，停留时间为5-30h，表压为0-0.3MPa；
优选地，所述结焦处理的条件包括：温度为470-510℃，停留时...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂志强，范启明，刘自宾，阎龙，申海平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11