利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法技术

利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，包括如下方法：1)将煤焦油进行脱盐脱水后通过减压蒸馏切除230℃前轻质油后得到重质油；2)将重质油与芳香烃类萃取剂充分混合，再经萃取分离得到可溶相；3)可溶相经减压蒸馏回收芳香烃类萃取剂同时切除330℃前馏分后，得到稠环芳烃油；4)将稠环芳烃油通过惰性气体气提后得到针状焦用原料沥青。本发明专利技术可得到一种族组成组分均一、沥青组分反应活性均一、沥青热反应均一、液相炭化过程更易控制的针状焦用原料沥青，不仅突破了原料沥青除杂、净化的技术难点，同时也解决了针状焦原料预处理工艺复杂和生产成本较高的问题，并且为生产优质的针状焦产品奠定基础。优质的针状焦产品奠定基础。优质的针状焦产品奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法


[0001]本专利技术涉及针状焦制备
，尤其涉及一种利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦用优质原料沥青的方法。

技术介绍

[0002]针状焦是一种优质炭素材料，粉碎后颗粒呈细长的针状。针状焦外观具有金属光泽、内部具有层状结构，它取向性好，导电、导热性能好，因此是制造炼钢用超高功率石墨电极的主要原料。
[0003]针状焦可用石油加工和煤焦油加工的重质馏分油来生产,如热裂化渣油、催化裂化澄清油、煤沥青等,富含短侧链、线型联接的多环(3～4环)芳烃是生产针状焦的优质原料。由原料而把针状焦划分为煤系针状焦和油系针状焦。工业生产上对针状焦原料的要求是:芳烃含量高(重量比约为30％～50％)、胶质沥青质含量低(一般控制庚烷不溶物<2.0％)、灰分(一般<0.05％)和硫分含量低(不大于0.5％)、钒和镍含量均不大于50ppm。此外,对原料的密度要求大于1.0g/cm3以保证针状焦产率。分子量分布范围较窄、馏程范围适当、粘度较低等都是保证焦炭质量的必要条件。
[0004]煤系针状焦原料预处理的生产工艺技术主要有如下4种：(1)真空蒸馏法：1971年美国LCI公司首先提出用真空分离法从煤焦油沥青内分离出针状焦，并申请了美国专利，核心技术是通过真空蒸馏切取适合生产针状焦的原料，工艺较简单，且针状焦的收率低。(2)溶剂萃取法：1981年LCI公司用溶剂处理方法除去沥青中的喹啉不溶物(QI)成分的方法申请了美国专利。该处理技术类似于日本新日化公司用煤焦油沥青生产针状焦的工业化装置。溶剂处理技术所得针状焦的收率高，质量好，但工艺较复杂，投资也较高。(3)M－L法：1985年LCI公司和日本Mardzen石油化学公司的M
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L工艺申请了美国专利，该工艺是把特殊的原料预处理技术和独特的两段延迟焦系统结合起来，是第一套以煤焦油沥青为原料的针状焦生产装置。生产的针状焦质量最好，但也存在收率较低、工艺复杂和投资高的问题。(4)闪蒸—缩聚法：1985年鞍山焦耐院、鞍山钢铁大学和石家庄焦化厂共同开发了闪蒸
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缩聚工艺，并申请了中国专利。该法是将混合原料油送到特定的闪蒸塔内，在一定温度和真空下闪蒸出闪蒸油，闪蒸油进入缩聚釜进行聚合得到缩聚沥青。此工艺收率适中，工艺简单。
[0005]沿海化工(鞍山)有限公司，采用鞍山焦耐院技术，于1994年8月建成2万t/年煤系针状焦生产装置，采用闪蒸、窄馏分聚合工艺，经过4年的生产试车、装置改造、技术改进，1998年断续生产出4000多吨产品，用于制造高功率石墨电极。但沥青经闪蒸和聚合，利用率很低，工艺顺行困难，经济效益较差，1998年末装置停止运行。锦州石化分公司采用北京石科院技术，于1995年建成了4万t/a的石油系针状焦生产装置，2005年经过装置改造，其产品的硫含量、灰分和真密度等已接近国外优质针状焦(可配比用于生产超高功率石墨电极)水平，只是强度和粒度分布等方面，比国外优质针状焦差，但国内几家大炭素厂已在使用。山东济宁兖矿科蓝煤化公司采用中钢热能研究院技术，于1999年建成2万t/a煤系针状焦生产装置，由于种种原因没投产使用，现原料预处理系统用于生产浸渍剂沥青和粘结剂沥青，延
迟焦化系统改成煤焦油加工。宝钢有一套能力为5万t/a延迟焦化装置，用于生产沥青焦，2002年建成一套针状焦中试装置，尚未试制出合格的针状焦产品。山西宏特2005年建成5万吨/年煤系针状焦生产装置，采用闪蒸、窄馏分(聚合)工艺，产品质量指标(如：粒度、真密度、CTE等)尚未达到进口针焦水平。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦用优质原料沥青的方法，本专利技术提供的制备方法可得到一种族组成组分均一(族组成指对煤沥青采用甲苯和喹啉萃取，得到的α组分、β组分和γ组分)、沥青组分反应活性均一、沥青热反应性均一、液相炭化过程更易控制的针状焦用原料沥青，不仅突破了原料沥青除杂、净化的技术难点，同时也解决了针状焦原料预处理工艺复杂和生产成本较高的问题，并且为生产优质的针状焦产品奠定基础。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，包括如下方法：
[0009]1)将煤焦油进行脱盐脱水后通过减压蒸馏切除230℃前轻质油后得到重质油；
[0010]2)将重质油与芳香烃类萃取剂充分混合，再经萃取分离得到可溶相；
[0011]3)可溶相经减压蒸馏回收芳香烃类萃取剂同时切除330℃前馏分后，得到稠环芳烃油；
[0012]4)将稠环芳烃油通过惰性气体气提后得到针状焦用原料沥青。
[0013]上述步骤1)中所述的煤焦油为中低温煤焦油或高温干馏煤焦油，其中中低温煤焦油饱和份含量≤35wt％，芳香份含量大于等于45wt％，胶质、沥青质含量小于等于20wt％，甲苯不溶物含量≤5wt％；高温干馏煤焦油酚含量≤3wt％，甲苯不溶物含量≤10wt％。
[0014]上述步骤1)中所述的轻质油包括轻油、酚油、萘油、饱和份、蜡油及230℃前馏分油。
[0015]上述步骤1)中所述的重质油380℃馏出量≥50％体积分数，庚烷不溶物组分含量≥70％质量分数，甲苯可溶物组分含量≥50％质量分数，甲苯不溶物组分含量≥5％质量分数。
[0016]上述步骤2)中所述的芳香烃类萃取剂为粗苯、轻苯、甲苯、二甲苯或吡啶中的一种或几种的混合。
[0017]上述步骤2)中所述的重质油与芳香烃类萃取剂混合的油剂比为质量比，其比例为重质油：芳香烃类萃取剂＝(0.25～10)：1。
[0018]上述步骤2)中所述的重质油与芳香烃类萃取剂混合的温度为20～80℃，混合时间为0.5～3h，搅拌转速为20～200rad/min。
[0019]上述步骤2)中所述的萃取分离为抽提或超临界萃取，抽提条件为釜底温度80～160℃，真空度为0.01～0.09MPa，终温停留时间为0.5～6h；超临界萃取条件为反应温度40～100℃，压力0.5～4Mpa，时间0.5～4h。。
[0020]上述步骤2)中所述的可溶相380℃馏出量≥70％体积分数，庚烷不溶物组分含量≥85％质量分数，甲苯可溶物组分含量≥70％质量分数，甲苯不溶物组分含量≤1％质量分数。
[0021]上述步骤3)中所述稠环芳烃油庚烷可溶物≤20wt％，庚烷不溶物≥75wt％，甲苯不溶物≤8wt％。
[0022]上述步骤4)中所述气提反应的惰性气体为氮气或氩气，条件为温度230～320℃，流量为0.5L/min～5L/min。
[0023]上述步骤4)中所述的针状焦用原料沥青为软化点为15～40℃，甲苯不溶物组分含量0.1wt％～1wt％，喹啉不溶物组分含量0～0.1wt％，灰分＜0.1wt％，硫含量≤0.55wt％，氮含量≤0.5wt％。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，其特征在于，包括如下方法：1)将煤焦油进行脱盐脱水后通过减压蒸馏切除230℃前轻质油后得到重质油；2)将重质油与芳香烃类萃取剂充分混合，再经萃取分离得到可溶相；3)可溶相经减压蒸馏回收芳香烃类萃取剂同时切除330℃前馏分后，得到稠环芳烃油；4)将稠环芳烃油通过惰性气体气提后得到针状焦用原料沥青。2.根据权利要求1所述的利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，其特征在于，上述步骤1)中所述的煤焦油为中低温煤焦油或高温干馏煤焦油，其中中低温煤焦油饱和份含量≤35wt％，芳香份含量大于等于45wt％，胶质、沥青质含量小于等于20wt％，甲苯不溶物含量≤wt5％；高温干馏煤焦油酚含量≤3wt％，甲苯不溶物含量≤10wt％。3.根据权利要求1所述的利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，其特征在于，上述步骤1)中所述的轻质油包括轻油、酚油、萘油、饱和份、蜡油及230℃前馏分油。4.根据权利要求1所述的利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，其特征在于，上述步骤1)中所述的重质油380℃馏出量≥50％体积分数，庚烷不溶物组分含量≥70％质量分数，甲苯可溶物组分含量≥50％质量分数，甲苯不溶物组分含量≥5％质量分数。5.根据权利要求1所述的利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，其特征在于，上述步骤2)中所述的芳香烃类萃取剂为粗苯、轻苯、甲苯、二甲苯或吡啶中的一种或几种的混合。6.根据权利要求1所述的利用煤焦油通过一步溶剂法制得针状焦原料沥青的方法，其特征在于，上述步骤2)中所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何莹，刘海丰，张大奎，穆春丰，姚君，张馨予，贾楠楠，张欣，王晓楠，
申请(专利权)人：鞍钢化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：