离心法净化煤焦油以及利用煤焦油制备针状焦原料的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述进行离心分离的煤焦油的粘度为30-100mpa·s。本发明专利技术通过设置所述煤焦油的粘度为30-100mpa·s，并进一步优选所述粘度为50-100mpa·s，有效提高了所述煤焦油中QI颗粒的去除效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤化工领域，具体涉及一种离心法净化煤焦油以及利用煤焦油制备针状焦原料的工艺。
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，美国大湖碳素公司在50年代首先开发出了石油系针状焦的生产工艺，但由于石油加工趋势向着催化裂化轻质化深加工的方向发展，致使石油系针状焦的原料逐渐减少，加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定，于是自70年代后期开始，煤系针状焦的制备工艺得到了发展。 煤系针状焦以煤焦油浙青为原料制备而成，煤焦油浙青的主要成分是多环芳香族化合物，也含有一定量的喹啉不溶物(QI )，喹啉不溶物在浙青热转化生成中间相小球体时，会阻碍小球体的生长，不能形成石墨化结构，进而影响针状焦的质量。因此，在用煤焦油浙青制备优质针状焦原料时，必须对煤焦油浙青进行脱除喹啉不溶物的净化处理，现有技术中常用的处理方法主要有以下三种 (O闪蒸-缩聚法。这种方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，再将闪蒸油导入缩聚釜进行聚合得到缩聚浙青。例如，山西宏特煤化工有限公司在专利号为CN1944578A的申请文件中，公开了一种煤系针状焦的工业化生产工艺，通过将煤焦油浙青，经真空闪蒸后的闪蒸油全馏分采用分步冷凝法进行分段冷凝，得到重、中、轻三段馏分；采用改进的浙青循环法将中段闪蒸油进行缩聚反应得到缩聚浙青；将所述缩聚浙青和重闪蒸油在氮气存在的条件下进行延迟焦化处理，在结焦后期以N2注入不结焦油类进行针状焦焦化过程的最终加热和拉焦；再进行高温煅烧得到煤系针状焦。(2)溶剂法。目前，溶剂法只在日本实现了产业化生产，这种方法的原理是用脂肪烃和芳香烃按一定的比例制备成混合溶剂，以混合溶剂处理煤焦油浙青除去QI，1981年LCI公司用溶剂处理除去浙青中的喹啉不溶物(QI)成分的方法在美国申请了专利。(3)离心法。煤焦油浙青在适宜的温度和黏度下进入离心机，将离心分离后得到的富含QI的残渣除去，剩余的离心液作为制备针状焦的原料。在上述方法中，离心法因其操作简单、经济性能良好而得到了广泛的应用，但是现有技术中的离心法存在的一个缺陷是，离心法对QI的去除效率有限，造成这种现象的根本原因在于，在现有技术中本领域技术人员一直认为，采用离心法分离煤焦油中的QI时，所述煤焦油的粘度应当是越低越好，在较低的粘度下煤焦油中的QI颗粒具有较高的沉降速率。但是，事实证明这种降低粘度的方法只对大颗粒的QI有效，而对于直径小于I微米的QI颗粒，由于粒度过小，在沉降过程中会受到煤焦油分子的碰撞影响，因此很难沉降，这就使得离心法对QI的去除效率受到了限制。
技术实现思路
为了解决使用现有技术中离心法对QI的去除效率有限，进而影响到了石墨电极的品质的问题，本专利技术提供了一种离心法净化煤焦油以及利用煤焦油制备针状焦原料的工艺，使用本专利技术所述的工艺制备而成的针状焦原料中具有较低的QI含量和更高的碳氢化合物含量。本专利技术所述的利用煤焦油制备针状焦原料的工艺的技术方案为 一种离心法净化煤焦油的工艺，所述进行离心分离的煤焦油的粘度为30-100mpa · S。所述离心分离的相对离心力为2500 3500G。所述相对离心力为2900 3100G。进行离心分离的煤焦油的粘度为50 IOOmpa · S。所述进行离心分离的煤焦油的温度为50 200°C。所述进行离心分离的煤焦油的温度为100 200°C。一种利用煤焦油制备针状焦原料的工艺，包括以下步骤 (I)在50 200°C温度下，使得煤焦油的粘度为30 IOOmpa *s，采用离心分离的方法除去所述煤焦油中的喹啉不溶物； (2 )对除去喹啉不溶物后的煤焦油进行蒸馏，分离出蒸馏产物中的轻质油分，剩余的重质馏分即为浙青； (3)在加氢催化剂存在的条件下对所述浙青进行加氢处理，加氢处理的温度条件为300 450°C，压力为 5 20MPa ； (4)将步骤(3)中得到的加氢浙青与溶剂进行混合后，分离除去溶剂不溶物、催化剂粉末和自由碳，得到含加氢浙青的澄清液； 所述溶剂为煤系轻质油与煤系芳香族油的混合物，所述溶剂与加氢浙青的重量比为O.5 I. 5 ; (5)分离除去所述澄清液中的煤系轻质油，即得到用于制备针状焦的原料。所述步骤(I)中所述温度为100 200°C。所述步骤(3)中的加氢催化剂为Ni-Mo系催化剂或Ni-W系催化剂中的任意一种。所述步骤(3)中，加氢处理的温度条件为300 350°C，压力为8 12MPa范围。将步骤(3)中得到的加氢浙青与溶剂进行混合后，采用离心分离除去溶剂不溶物、催化剂粉末和自由碳，所述离心分离的相对离心力为2500 3500G。所述步骤(3)中离心分离的相对离心力为2900 3100G。所述溶剂与加氢浙青的重量比为O. 7 I. 2。所述步骤(4)中，所述煤系轻质油与煤系芳香族油的重量比为O. f 10。使用步骤(5)中分离出去的煤系轻质油制备所述步骤(4)中的溶剂。本专利技术所述的利用煤焦油制备针状焦原料的工艺，步骤(I)采用离心分离的方法除去煤焦油中的喹啉不溶物，是为了向加氢反应提供喹啉不溶物含量低的浙青原料，因为在加氢反应中，浙青中的喹啉不溶物会造成加氢催化剂劣化，降低反应速率，使得所述加氢反应的产率降低，经济性也随之下降，因此，为使加氢处理长期、稳定地进行，需要事先将浙青原料中的喹啉不溶物除去。步骤(2)对除去喹啉不溶物后的煤焦油进行蒸馏，分离出蒸馏产物中的轻质油分，剩余的重质馏分即为浙青；这一步骤的目的在于除去轻质油份，只对剩余的浙青进行加氢处理，提高加氢反应器的处理效率。步骤(3)在加氢催化剂存在的条件下对所述浙青进行加氢处理，目的是为了提高针状焦的碳氢化合物的含量，，煤焦油中的碳氢化合物含量是一个重要的指标，碳氢化合物的含量越高，杂质含量越少，所述煤焦油制备得到的石墨电极的膨胀系数就越小。为了提高加氢效果，本专利技术优选所述步骤(3)中的加氢催化剂为氢催化剂为Ni-Mo系催化剂或Ni-W系催化剂中的任意一种。步骤(4)将步骤(3)中得到的加氢浙青与溶剂进行混合后，分离除去溶剂不溶物、催化剂粉末和自由碳，得到含加氢浙青的澄清液；由于加氢后的原料中含有微小的自由碳和催化剂粉末，如果不将所述自由碳和催化剂粉末除去，在制备针状焦的过程中，这些粉末会严重妨碍中间相的成长，无法得到高品质的针状焦； 所述溶剂为煤系轻质油与煤系芳香族油的混合物，所述溶剂可有效去除所述加氢浙青中的自由碳和催化剂粉末，同时进一步去除所述加氢浙青中的喹啉不溶物。本专利技术限定所述溶剂与加氢浙青的重量比为O. 5 I. 5，并进一步优选所述溶剂与加氢浙青的重量比为O.7 I. 2 ;原因在于，如果所述溶剂的用量过小，则无法有效去除所述加氢浙青中的自由碳、催化剂粉末以及喹啉不溶物；如果用量过大，会大幅度提高所述工艺的成本，导致所述工艺的经济性大大降低；本专利技术在保证对所述自由碳、催化剂粉末以及喹啉不溶物的分离效果的同时，也尽可能降低了所述溶剂的用量，减少了工艺的成本。本专利技术中所述的利用煤焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述进行离心分离的煤焦油的粘度为30？100mpa·s。

【技术特征摘要】
1.一种离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述进行离心分离的煤焦油的粘度为30_100mpa · S。2.根据权利要求I所述的离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述离心分离的相对离心力为25OO 3500G。3.根据权利要求2所述的离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述相对离心力为2900 3100G。4.根据权利要求2或3所述的离心法净化煤焦油的工艺，其 特征在于，进行离心分离的煤焦油的粘度为50 IOOmpa · S。5 根据权利要求I所述的离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述进行离心分离的煤焦油的温度为50 200°C。·6.根据权利要求5所述的离心法净化煤焦油的工艺，其特征在于，所述进行离心分离的煤焦油的温度为100 200°C。7.一种利用煤焦油制备针状焦原料的工艺，包括以下步骤 (I)在50 200°C温度下，使得煤焦油的粘度为30 IOOmpa *s，采用离心分离的方法除去所述煤焦油中的喹啉不溶物； (2 )对除去喹啉不溶物后的煤焦油进行蒸馏，分离出蒸馏产物中的轻质油分，剩余的重质馏分即为浙青； (3)在加氢催化剂存在的条件下对所述浙青进行加氢处理，加氢处理的温度条件为300 450°C，压力为 5 20MPa ； (4)将步骤(3)中得到的加氢浙青与溶剂进行混合后，分离除去溶剂不溶物、催化剂粉末和自由碳，得到含加氢浙青的澄清液； 所述溶剂为煤系轻质油与煤系芳香族油的混合物，所述溶剂与加氢浙青的重量比为O.5 I. 5...

【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：