一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺制造技术

一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：（1）对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入反应器，在催化剂存在下，向所述反应器中通入氢气，对所述重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂为铁系催化剂；所述催化剂质量为所述重质馏分质量的0.01-3%；所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为350-550℃；（3）将步骤（2）中加氢热分解后的产物送入分离器，分离得到低分油和高分油；（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行物理分离，除去催化剂后即可。本发明专利技术通过对所述中低温焦油进行加氢热分解处理，大幅度提高了所述缩合多环芳香族的含量，得到了适宜于制备针状焦的原料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤化工领域，具体涉及一种利用煤焦油制备煤系针状焦原料的工艺。
技术介绍
针状焦是制造闻功率和超闻功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。目前针状焦已经被广泛应用于电炉炼钢、制造核反应堆减 速 材料以及制造火箭发射所用的超高功率电极等闻科技领域。目前生产的针状焦根据使用原料的不同可分为石油系针状焦和煤系针状焦两大类，但不论煤系还是石油系针状焦，都具有相同的生长机理，即在焦化塔内的高温作用下，具有多种组分的液相体系(如浙青)中的分子在系统加热时发生热分解和热缩聚反应，形成具有圆盘形状的多环缩合芳烃平面分子，这些平面稠环芳香分子在热运动和外界搅拌的作用下趋向，并在分子间范德华力的作用下层积起来形成层积体，为达到体系的最低能量状态，层积体在表面张力的作用下形成球体，即我们通常所说的中间相小球体，中间相小球体吸收母液中的分子后长大，当两个球体相遇碰撞后两个球体的平面分子层彼此插入，融并成一个大的球体，如果大球体之间再碰撞，融并后将会形成更大的球体，直到最后球体的形状不能维持，形成呈各向异性的非球中间相，即堆积中间相。在上述过程中，焦化塔内有气体连续地定向流动，使中间相分子在向列型有序排列中固化，最后生成针状焦。由于在针状焦制备过程中，需要形成具有圆盘形状的多环缩合芳烃平面分子，所以人们普遍认为生产针状焦必须使用芳烃含量高，尤其是多环缩合芳烃含量高的原料，才有助于形成上述结构的多环缩合芳烃平面分子；即芳烃含量高、尤其是多环缩合芳烃含量高的原料才有利于上述中间相的形成。现有技术中，诸如中国专利文献CN101302434A公开了一种针状焦的制备方法，该制备针状焦的方法采用的就是富含芳烃的馏分或者渣油，经一定升温程式的延迟焦化处理后，对所得生焦进行煅烧，从而制得中间相含量高、针形结构发达的针状焦。为了更好地表示芳烃含量，尤其是多环缩合芳烃含量，对原料就上述含量进行明确的对比，通常使用原料BMCI芳烃指数进行表征，作为本领域技术人员的公知常识，通常选择用于制备针状焦的原料BMCI芳烃指数应大于120，也正是由于该指数的限制使得针状焦原料的选择受到了极大的限制。在我国，煤化工行业每年都会产生大量的中低温煤焦油副产品，由于缺少良好的回收方法，其中相当大一部分因为得不到回收利用而作为燃料焚烧掉了，在污染环境的同时还浪费了大量的资源。如果能将中低温焦油用于制备针状焦，既解决了中低温焦油的处理问题，也降低了针状焦的制备成本，具有非常大的经济效益，但是由于中低温焦油中缩合多环芳香族含量很少，并不符合上述用于制备针状焦的原料BMCI芳烃指数的要求，甚至可以说是相去甚远，因此，现有技术尚不能利用中低温焦油重质馏分制备针状焦。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中不能利用中低温焦油制备针状焦的问题，提供了一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，拓宽了针状焦原料的范围，在降低针状焦制备成本的同时，也为解决中低温焦油的处理问题提供了一个新的途径。本专利技术所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺的技术方案为 一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括 (1)对中低温焦油进行蒸馏，分离出350°c以上的重质馏分； (2)将所述中低温焦油的重质馏分送入反应器，在催化剂存在下，向所述反应器中通入氢气，对所述重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂为铁系催化剂； 所述催化剂质量为所述重质馏分质量的O. 01-3%;所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为 350-550°C ； (3)将步骤(2)中加氢热分解后的产物送入分离器，分离得到低分油和高分油； (4)对步骤(3)中分离出的高分油进行物理分离，除去催化剂后即得到用于制备针状焦的原料。所述铁系催化剂为FeOOH。所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的O. 8-1. 5wt%。所述催化剂还包括钥化合物，所述钥化合物中的钥原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为I 1720:170。所述钥化合物为Mo03。所述催化剂还包括辅助催化剂，所述辅助催化剂为硫磺；在所述催化剂中，S原子与Fe原子和Mo原子之和的摩尔比为I 3。所述步骤(2)中，所述氢气的体积与所述重质馏分的质量比为50(Tl200NmVton。将所述步骤(3)中分离出的低分油与所述步骤(I)中的中低温焦油混合进行蒸馏，分离出350°C以上的重质馏分。所述步骤(4)中的物理分离为离心分离。所述步骤(2)中，所述反应器的体积空速为O. 2 3. Ohr'本专利技术所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺优点在于 (I)本专利技术所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，对中低温焦油进行蒸馏，分离出350°C以上的重质馏分，只有350°C以上的重质馏分适宜于制备针状焦原料。在这里之所以选用为350°C以上馏分，因为专利技术人经大量的研究发现350°C以上馏分中石墨化结晶较为发达的成分含量多，容易形成针状焦，形成的针状焦在具备高收率的同时还具有高品质，大大提高了所述工艺的经济性。因此若以350°C以下馏分作为针状焦原料的话，为使其成为350°C以上馏分必须通过热处理形成聚合，也就是将油品制成浙青。本专利技术对所述中低温焦油的350°C以上的重质馏分进行加氢热分解，再对所述加氢热分解的产物进行分离，得到用于制备针状焦的精制浙青。现有技术中，中低温焦油由于缩合多环芳香族含量低，不能被用于制备针状焦原料。本专利技术通过对所述中低温焦油进行加氢热分解处理，首先将其含有的多环芳香族分子的侧链与官能基通过热切断，切断后的侧链一部分与周围存在的氢结合并稳定，另一部分与其他的多环芳香族结合成为缩合生成物，大幅度提高了所述缩合多环芳香族的含量，得到了适宜于制备针状焦的原料。因此本专利技术提供的工艺拓宽了针状焦的原料范围，降低了针状焦的制备成本，具有良好的经济效益，同时，本专利技术提供的工艺也为解决中低温焦油的处理问题提供了一个新的途径。本专利技术述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，步骤(2)将所述中低温焦油的重质馏分送入加氢反应器，在催化剂存在的条件下对中低温焦油的重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂包括铁系催化剂；所述铁系催化剂的质量占所述中低温焦油的重质馏分质量的O. 01-3% ;所述加氢热分解时的压力为7-12MPa，温度为350_550°C;通过对所述中低温焦油进行加氢热分解处理可大幅度提高所述缩合多环芳香族的含量，但所述多环芳香族缩合比率会因为原料、温度、压力、处理时间的不同而不同，本专利技术通过对所述温度、压力、反应器的空速进行限定，保证了所述多环芳香族分子具有较高的缩合比率。(2)本专利技术所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，所述催化剂中还包括钥化合物，钥是一种活性很好的加氢催化剂，钥的添加有利于切断所述芳香族分子中的侧 链与官能基。但是，钥是一种比较昂贵的金属原料，用量过大会导致整个工艺的成本大幅度提高，本专利技术通过限制所述钥化合物中的钥原子与所述铁系催化剂中的铁原子的摩尔比为I 1720:170，在保证催化效果的同时，还尽可能降低了所述工艺的成本。(3)本专利技术所述的利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，所述步骤(2)中还添加了辅助催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用中低温焦油制备针状焦原料的工艺，包括：（1）对中低温焦油进行蒸馏，分离出350℃以上的重质馏分；（2）将所述中低温焦油的重质馏分送入反应器，在催化剂存在下，向所述反应器中通入氢气，对所述重质馏分进行加氢热分解，所述催化剂为铁系催化剂；所述催化剂质量为所述重质馏分质量的0.01？3%；所述加氢热分解时的压力为7？12MPa，温度为350？550℃；（3）将步骤（2）中加氢热分解后的产物送入分离器，分离得到低分油和高分油；（4）对步骤（3）中分离出的高分油进行物理分离，除去催化剂后即得到用于制备针状焦的原料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井口宪二，坂脇弘二，
申请(专利权)人：北京三聚创洁科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：