【技术实现步骤摘要】
一种生产高端石墨炭材料的装置及方法
本专利技术涉及一种生产高端石墨炭材料的装置及方法，具体地说涉及一种采用石油系或煤系原料连续生产性能稳定的高端石墨炭材料的装置及其方法。
技术介绍
针状焦主要用于生产高功率、超高功率石墨电极。随着钢铁时代的发展，废钢产量逐渐增加，推动了电炉钢的发展，必然增加石墨电极特别是高功率、超高功率电极的用量，针状焦的需求量也将不断增加。CN200810017110.3公开了一种针状焦的制备方法，将富含芳烃的馏分或渣油，经一定升温程式的延迟焦化处理之后，对所得生焦进行煅烧，制得中间相含量高、针形结构发达的针状焦。CN201110449286.8公开了一种生产均质石油针状焦的方法，将生产针状焦原料经加热炉加热至相对较低温度400～480℃后进入焦化塔，焦化原料形成可以流动的中间相液晶；低温新鲜原料进料阶段完成后，逐渐升高加热炉出口温度，同时将焦化加热炉进料改为新鲜原料和分馏塔出来的重馏分油；当焦化塔内物料达到固化生焦温度后，将焦化加热炉进料改为反应过程中产生的焦化中间馏分油，同时提高焦化加...
【技术保护点】
1.一种生产高端石墨炭材料装置，其特征在于：包含第1个至第m个（共计m个）加热单元（优选换热器或加热炉，更优选加热炉）和第1个至第n个（共计n个）焦炭塔，m是2至n-1的任意整数，n是3以上的任意整数（优选3至20的任意整数，更优选3至5的任意整数，更优选3），所述第n个焦炭塔至少和所述m个加热单元中的至少两个加热单元相连通，所述n个焦炭塔中每一个焦炭塔（优选塔上部和/或塔顶）分别与一个或多个（优选一个）分离塔（优选精馏塔、闪蒸塔、蒸发塔或分馏塔，更优选分馏塔）连通，所述一个或多个分离塔的侧线轻蜡油管线与所述第m个加热单元连通，所述一个或多个分离塔塔底物料通过管线排出体系或...
【技术特征摘要】
1.一种生产高端石墨炭材料装置，其特征在于：包含第1个至第m个（共计m个）加热单元（优选换热器或加热炉，更优选加热炉）和第1个至第n个（共计n个）焦炭塔，m是2至n-1的任意整数，n是3以上的任意整数（优选3至20的任意整数，更优选3至5的任意整数，更优选3），所述第n个焦炭塔至少和所述m个加热单元中的至少两个加热单元相连通，所述n个焦炭塔中每一个焦炭塔（优选塔上部和/或塔顶）分别与一个或多个（优选一个）分离塔（优选精馏塔、闪蒸塔、蒸发塔或分馏塔，更优选分馏塔）连通，所述一个或多个分离塔的侧线轻蜡油管线与所述第m个加热单元连通，所述一个或多个分离塔塔底物料通过管线排出体系或者部分排出体系部分循环回分离塔并任选塔底与第i个加热单元（i不等于m的任意整数）连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置还包含控制单元，设所述n个焦炭塔中第h个（h是1至n的任意整数）焦炭塔的起始充焦时刻为T0，终止充焦时刻为Te，则所述控制单元被构造为能够从所述时刻T0开始，按照从所述第1个加热单元至所述第m个加热单元的顺序顺次启动和终止每个加热单元向所述第h个焦炭塔的物料输送，在所述时刻Te，终止所述第m个加热单元向所述第h个焦炭塔的物料输送。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置包括在至少一个所述加热单元的输入管线上和/或输出管线上设置的至少一个过滤装置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置还包括至少一个焦化轻蜡油储罐，其中所述焦化轻蜡油储罐设置于所述一个或多个分离塔的侧线焦化轻蜡油管线上，可以向轻蜡油储罐中加入或补充拉焦原料，也可以抽取出多余的焦化轻蜡油。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置包括至少一个分馏塔、至少两个加热炉和至少三个焦炭塔，所述每个焦炭塔同所有的加热炉相连接，所述任一焦炭塔的塔顶与分馏塔通过管线相连接，所述至少两个加热炉用于分别加热生焦原料和含有所述分馏塔分离出的焦化轻蜡油的拉焦原料。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述至少两个加热炉单独设置或者设置为一体。
7.一种生产高端石墨炭材料的焦化方法，其特征在于：包括利用m个加热单元和n个焦炭塔进行焦化的步骤，其中m是2至n-1的任意整数，n是3以上的任意整数（优选3至20的任意整数，更优选3至5的任意整数，更优选3），所述m个加热单元中的每一个分别与所述n个焦炭塔以物料输送方式连通，所述n个焦炭塔同分离塔以物料输送方式连通，设所述n个焦炭塔中第h个（h是1至n的任意整数）焦炭塔的起始充焦时刻为T0，终止充焦时刻为Te，则从所述时刻T0开始，按照从所述第1个加热单元至所述第m个加热单元的顺序顺次启动和终止每个加热单元向所述第h个焦炭塔的物料输送，在所述时刻Te，终止所述第m个加热单元向所述第h个焦炭塔的物料输送，所述m个加热单元分别用于数输送并加热生焦原料及含有分馏塔侧线分离出的焦化轻蜡油的拉焦原料，分馏塔塔底物料通过管线排出体系或者部分排出体系部分循环回分离塔并任选塔底与第i个加热单元（i不等于m的任意整数）连通。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第1个至第m个加热单元向所述第h个焦炭塔的物料输送量之和等于所述第h个焦炭塔的目标充焦容量。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在一个物料输送循环周期内，所述第1个至第m个加热单元中的每一个加热单元仅向所述第h个焦炭塔输送物料一个批次，或者在一个物料输送循环周期内的任意时刻，所述第h个焦炭塔或者（i）不接受输送物料或者（ii）只接受来自于所述第1个至第m个加热单元中仅一个加热单元的输送物料。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在一个物料输送循环周期结束之后，对所述第h个焦炭塔进行吹扫和除焦操作，然后或者（i）所述第h个焦炭塔处于备用状态；或者（ii）针对所述第h个焦炭塔开始下一个物料输送循环周期。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第1个至第m个加热单元中的每一个将其输送物料加热至所述第h个焦炭塔对该输送物料要求的进料温度。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第1个加热单元将其输送物料（称为第1个输送物料）加热至进料温度W1为400℃-460℃（优选420℃-450℃），并且所述第1个输送物料使得所述第h个焦炭塔的塔内气速G1达到0.05-0.25m/s（优选0.05-0.10m/s），所述第m个加热单元将其输送物料（称为第m个输送物料）加热至进料温度Wm为460℃-530℃（优选460℃-500℃），并且所述第m个输送物料使得所述第h个焦炭塔的塔内气速Gm达到0.10-0.30m/s（优选0.15-0.20m/s），第i个加热单元（i不等于m的任意整数）将其输送物料（称为第i个输送物料）加热至进料温度Wi（W1≤Wi≤Wm），并且所述第i个输送物料使得所述第h个焦炭塔的塔内气速Gi达到G1≤Gi≤Gm，和/或，所述第1个加热单元对其输送物料的升温速率V1为1-30℃/h（优选1-10℃/h），所述第m个加热单元对其输送物料的升温速率Vm为30-150℃/h（优选50-100℃/h），第i个加热单元（i为大于1且小于m的任意整数）对其输送物料的升温速率Vi满足关系式V1≤Vi≤Vm。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述n个焦炭塔中每一个焦炭塔的塔上部物料和/或塔顶物料（优选塔顶物料）输送至一个或多个（优选一个）分离塔（优选精馏塔、闪蒸塔、蒸发塔或分馏塔，更优选分馏塔），并且在所述一个或多个分离塔中，所述物料至少被分离为所述分离塔的塔顶物料、所述分离塔的塔底物料和所述分离塔侧线焦化轻蜡油物料。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述一个或多个分离塔的操作条件包括：塔顶压力0.01-0.8MPa，塔顶温度100-200℃，塔底温度280-400℃，和/或，所述n个焦炭塔的操作条件彼此相同或不同，各自独立地包括：塔顶压力0.01-1.0MPa，塔顶温度300-480℃，塔底温度350-510℃。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第1个加热单元以（优选仅以）生焦原料作为输送物料，所述第m个加热单元以（优选仅以）选自含有所述分离塔侧线焦化轻蜡油的拉焦原料作为输送物料，第i个加热单元（i不等于m的任意整数）以选自所述生焦原料、所述分离塔的塔底物料和所述拉焦原料中的至少一种作为输送物料。
16.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述生焦原料选自煤系原料和石油系原料中的至少一种，优选选自精制后的煤系原料和石油系原料中的至少一种，更优选选自精制后煤焦油、煤焦油沥青、石油重油、乙烯焦油、催化裂化渣油或热裂化渣油中的至少一种，进一步生焦原料硫含量优选<0.6wt%，更优选硫含量<0.5wt%，胶质、沥青质含量优选<10.0wt%，更优选<5.0wt%，进一步更优选<2.0wt%，生焦率（称为生焦率A）为10-...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵日峰，方向晨，初人庆，郭丹，宋永一，刘继华，勾连忠，武云，
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大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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