专利名称：以煤焦油软沥青为原料制取针状焦的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子有机化合物热转化技术领域，具体地说是涉及以煤焦油软沥青为原料制取针状焦的工艺。
背景技术：
针状焦具有光学上的各向异性，并有良好流线型针状结晶碳结构，破碎后其颗粒呈细长状，是制造高功率(HP)电极和超高功率(UHP)电极必须使用的骨料原料。用针状焦制造的HP电极和UHP电极，具有比电阻小、热膨胀系数低、允许通过的电流密度大、抗氧化性能好、耐热冲击性能强等一系列优点。用于超高功率电炉冶炼，比普通电炉冶炼可以节约电能20-30％，缩短冶炼时间30-50％。
针状焦又分为石油系和煤系两大种类，以石油二次加工产生的重质油为原料生产的针状焦称为石油系针状焦，以煤焦油重质馏分和煤沥青为原料生产的针状焦称为煤系针状焦。
目前现有技术中制取针状焦的工艺，日本采用溶剂法生产，成本较高。国内制取针状焦的方法如中国专利CN8610067.5，公开了一种针状焦的制取方法，是以煤焦油或煤焦油沥青及其馏分为原料，不添加任何溶剂，仅进行加热和真空闪蒸处理，提取中沸点馏分得纯净原料，再经热缩聚制得适宜中间相小球体生长的缩聚沥青，然后在改进的延迟焦化装置中进行焦化处理得煤系针状焦，该方法存在的缺点是热膨胀系数高，不能完全满足制造高功率电极和超高功率电极的技术要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种以煤焦油软沥青为原料制取针状焦的工艺，该工艺的特点是利用成熟的延迟焦化工艺与设备和成熟的回转窑煅烧工艺与设备，改变其操作参数，以精制煤焦油软沥青为原料，制造煤沥青针状焦，制得的煤沥青针状焦热膨胀系数低，完全满足制造高功率电极和超高功率电极的技术要求，且成本较低。
以煤焦油软沥青为原料制取针状焦的工艺，其工艺步骤为精制煤焦油软沥青进入针状焦原料槽，由泵抽出经预热器加热后，进入分馏塔底部；进入分馏塔的精制煤焦油软沥青与来自焦化塔的高温油气进行热交换，即与凝缩的循环油混合，混合油再由泵从分馏塔底抽出送至加热炉，经加热炉的的对流段、辐射段加热后，进入焦化塔；进料24-36小时后，停止进料，经水力除焦、脱水、分级进入回转窑加热煅烧，得到成品针状焦；该工艺的特征在于管式加热炉入口温度320℃；管式加热炉出口温度420℃-520℃开始进料，开始以每小时5℃升温速度升至440-450℃，然后恒温进料2-4小时，再以每小时5℃升温速度升至460-470℃，恒温进料4-6小时，然后，快速升温至490-520℃，总进料时间24-36小时；在该工艺中，主要控制参数为管式加热炉入口温度为320℃，管式加热炉出口温度为420-520℃，管式加热炉注水量为90-200Kg/h；循环比0.8-1.8；焦化塔顶油气温度450-495℃；焦化塔顶压力0.1-1.0MPa；焦化塔进料时间24-36h；分馏塔顶温度130-180℃；分馏塔顶压力0.06-0.5MPa；回转窑加热段温度1400-1500℃；冷却机排料温度80-100℃。
为防止混合油在辐射段炉管内结焦，辐射段炉管设注水或过热蒸汽入口3至6处。
本发明的工艺与现有技术相比，其优点是制得的针状焦热膨胀系数低；设备采用现有的设备，不用改进；制得的针状焦可满足制造高功率电极和超高功率电极的技术要求，且制造成本较低。
具体实施例方式
1)原料性质使用的原料煤焦油软沥青的技术指标如下Sp℃30、芳香度0.873、QI％ 0.08、B％ 5.92、C％ 92.16 H％ 5.83、(N+S+O)％ 0.21。
2)主要操作参数A1管式加热炉入口温度320℃；管式加热炉出口温度420℃开始进料，开始以每小时5℃升温速度升至440℃，然后恒温进料2小时，再以每小时5℃升温速度升至460℃，恒温进料4小时，然后，快速升温至490℃，总进料时间24小时。管式加热炉注水量160Kg/h；循环比0.9；焦化塔顶最高油气温度465℃；焦化塔顶最高压力0.5MPa；分馏塔顶最高温度180℃；分馏塔顶压力最高0.18MPa，回转窑加热段温度1500℃；冷却机排料温度80℃。
3)主要操作参数A2管式加热炉入口温度320℃；管式加热炉出口温度520℃开始进料，开始以每小时5℃升温速度升至440℃，然后恒温进料4小时，再以每小时5℃升温速度升至465℃，恒温进料6小时，然后快速度升温至520℃，总进料时间36小时。管式加热炉注水量190Kg/h；循环比1.2；焦化塔顶最高油气温度475℃；焦化塔顶最高压力0.6MPa；分馏塔顶最高温度180℃；分馏塔顶最高压力0.18MPa；，回转窑加热段温度1400℃；冷却机排料温度100℃。
4)实施结果制取的煤沥青针状焦A1、A2煅烧后的质量指标列入表1，用A1、A2制作的Φ20小型电极煅烧后的测试结果列入表2煅烧后煤沥青针状焦质量指标表1
Φ20小型电极煅烧后的测试结果 表2
权利要求
1.以煤焦油软沥青为原料制取针状焦的工艺，其特征在于其工艺步骤为精制煤焦油软沥青进入针状焦原料槽，由泵抽出经预热器加热后，进入分馏塔底部；进入分馏塔的精制煤焦油软沥青与来自焦化塔的高温油气进行热交换，即与凝缩的循环油混合，混合油再由泵从分馏塔底抽出送至加热炉，经加热炉的的对流段、辐射段加热后，进入焦化塔；进料24-36小时后，停止进料，经水力除焦、脱水、分级进入回转窑加热煅烧，得到成品针状焦；该工艺的特征在于管式加热炉入口温度320℃；管式加热炉出口温度420℃-520℃开始进料，开始以每小时5℃升温速度升至440-450℃，然后恒温进料2-4小时，再以每小时5℃升温速度升至460-470℃，恒温进料4-6小时，然后，快速升温至490-520℃，总进料时间24-36小时；在该工艺中，主要控制参数为管式加热炉入口温度为320℃，管式加热炉出口温度为420-520℃，管式加热炉注水量为90-200Kg/h；循环比0.8-1.8；焦化塔顶油气温度450-495℃；焦化塔顶压力0.1-1.0MPa；焦化塔进料时间24-36h；分馏塔顶温度130-180℃；分馏塔顶压力0.06-0.5MPa；回转窑加热段温度1400-1500℃；冷却机排料温度80-100℃。
全文摘要
本发明涉及高分子有机化合物热转化技术领域，具体地说是涉及以煤焦油软沥青为原料制取针状焦的工艺。该工艺的特征在于管式加热炉入口温度320℃；管式加热炉出口温度420℃－520℃开始进料，开始以每小时5℃升温速度升至440－450℃，然后恒温进料2－4小时，再以每小时5℃升温速度升至460－470℃，恒温进料4－6小时，然后，快速升温至490－520℃，总进料时间24－36小时。其优点是制得的针状焦热膨胀系数低；设备采用现有的设备，不用改进；制得的针状焦可满足制造高功率电极和超高功率电极的技术要求，且制造成本较低。
文档编号C10B55/00GK1793286SQ20051013673
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者于洪武, 姚恩东, 胡成秋, 曾范义, 张光全 申请人:中钢集团鞍山热能研究院