一种生产炭材料的方法转让专利
申请号 : CN201910366525.X
文献号 : CN111892952B
文献日 : 2021-10-08
发明人 : 初人庆 , 郭丹 , 方向晨 , 乔凯
申请人 : 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
摘要 :
权利要求 :
1.一种生产炭材料的方法,其特征在于:所述方法如下:原料油为乙烯焦油、热裂化渣油、石油重油、催化裂化油浆或煤焦油沥青,原料油与减压渣油质量比为1:0.2‑2.0,原料油与减压渣油混合后经减压蒸馏装置分离出轻馏分油、中间馏分油及塔底尾油,塔底尾油出装置,中间馏分油进入加氢处理装置,加氢处理后获得的液相产物经过分馏装置至少分离出加氢轻馏分油和加氢重馏分油,加氢重馏分油与减压蒸馏轻馏分油混合后作为形成中间相物料由加热炉a加热后进入焦炭塔,焦炭塔生成的焦化气经焦化分馏塔后获得焦化蜡油,焦化蜡油与所述加氢轻馏分油混合作为拉焦物料由加热炉b加热后进入焦炭塔,焦炭塔依次完成形成中间相阶段和拉焦阶段后获得针状焦;
减压蒸馏装置轻馏分油的10%馏出点温度为200℃‑250℃,90%馏出点为300℃‑400℃,减压中间馏分油10%馏出点为310℃‑410℃,90%馏出点为450℃‑510℃,减压重馏分油10%馏出点为460℃‑520℃。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的减压渣油10%馏出点温度为490℃‑
580℃。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述的减压渣油10%馏出点温度为520℃‑
550℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的原料油与减压渣油质量比为0.5‑
1.0。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的加氢轻馏分油10%馏出点温度为200℃‑300℃,90%馏出点为330℃‑400℃。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:加氢重馏分油与减压蒸馏轻馏分油混合后作为形成中间相物料由加热炉a加热后进入焦炭塔,加氢重馏分油与减压轻馏分油质量比为1:0.2‑1.5。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述焦炭塔设置为一个或多个,任一焦炭塔均同加热炉a、加热炉b相连接。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述焦炭塔设置为3个。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:任一焦炭塔形成中间相过程和拉焦过程的总时间为16‑72h;形成中间相过程所用时间为总时间的30‑70%。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述加热炉a出口温度采用变温控制,变温范围为400℃‑480℃,变温速率5‑50℃/h。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于:所述加热炉a出口温度变温范围为420℃‑480℃。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述加热炉b出口温度采用恒温控制,恒温范围为490℃‑550℃;或者采用变温控制,变温范围为460℃‑550℃,变温速率为10‑100℃/h。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:焦化蜡油与所述加氢轻馏分油混合作为拉焦物料由加热炉b加热后进入焦炭塔,所述焦化蜡油与加氢轻馏分油质量比1:0.1‑0.8。
说明书 :
一种生产炭材料的方法
技术领域
背景技术
针状焦的需求量也将不断增加。
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,同时提高焦化加热炉进料温度,使焦化塔内
温度达到460~510℃,石油焦完成高温固化获得针状焦产品。
硫石油焦。
塔;焦化混合油系统分别与所述1#焦炭塔、2#焦炭塔和3#焦炭塔相连接,所述提温固化系统
分别与所述1#焦炭塔、2#焦炭塔和3#焦炭塔相连接。该装置和方法通过在延迟焦化工艺制
备针状焦的过程中,将焦化混合油在焦炭塔内生成中间相过程与成焦过程分别控制,实现
两步焦化。
发明内容
定、热膨胀系数低等特点,满足UHP石墨电极使用标准。
馏分油进入加氢处理装置,加氢处理后获得的液相产物经过分馏装置至少分离出加氢轻馏
分油和加氢重馏分油,加氢重馏分油与所述减压蒸馏轻馏分油混合后作为形成中间相物料
由加热炉a加热后进入焦炭塔,焦炭塔生成的焦化气经焦化分馏塔后获得焦化蜡油,焦化蜡
油与所述加氢轻馏分油混合作为拉焦物料由加热炉b加热后进入焦炭塔,焦炭塔依次完成
形成中间相阶段和拉焦阶段后获得针状焦。
焦油沥青等。
450℃‑510℃,所述的减压重馏分油10%馏出点为460℃‑520℃。
理技术等。以目前工业上较成熟的固定床加氢处理技术为例,采用的加氢处理催化剂是指
具有加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮和加氢裂化等功能的单一催化剂或组合催化剂。这些
催化剂一般都是以多孔耐熔无机氧化物如氧化铝为载体,第VIB族和/或VIII族金属如W、
Mo、Co、Ni等的氧化物为活性组分,选择性地加入其它各种助剂如P、Si、F、B等元素的催化
剂,例如由中国石油化工股份有限公司催化剂分公司生产的CEN、FZC、ZTN、ZTS系列渣油加
氢催化剂,由齐鲁石化公司第一化肥厂生产的ZTN、ZTS系列催化剂就属于这类催化剂。目前
在固定床加氢技术中,经常是多种催化剂配套使用,其中有保护剂、加氢脱金属催化剂、加
氢脱硫催化剂、加氢脱氮催化剂,装填顺序一般是使原料油依次与保护剂、加氢脱金属、加
氢脱硫、加氢脱氮催化剂接触。当然也有将这几种催化剂混合装填的技术。加氢处理一般设
置多个反应器,以提高加工量。通常是在绝对压力为1MPa‑35MPa,优选是2MPa‑6MPa、反应温
度为300℃‑500℃,优选是350℃‑450℃下操作。液时体积空速和氢分压是根据待处理物料
‑1 ‑1
的特性和要求的转化率及精制深度进行选择的,液时体积空速一般在0.1h ‑5.0h ,最好
‑1 ‑1
是0.15h ‑2.0h 的范围内,总氢油体积比为100‑5000,优选为300‑3000。
的总时间为16‑72h,具体如30h、40h、50h、60h;形成中间相过程所用时间为总时间的30‑
70%,具体如为总时间的40%、50%、60%。
步提升针状焦应用性能;
质量,降低针状焦热膨胀系数;
现恒温操作,保证了可以稳定生产优质针状焦产品;
附图说明
具体实施方式
料经管线8进入加氢分馏塔9分离出加氢轻馏分油和塔底加氢重馏分油,塔底加氢重馏分油
与来自管线4的减压轻馏分油混合后作为形成中间相物料进入加热炉10,加热后的形成中
间相物料由管线11进入焦炭塔12,反应生成的油气经管线13进入焦化分馏塔14,分离出焦
化气体15、焦化汽油16及焦化轻柴油17出装置,焦化蜡油由塔底引入蜡油储罐18,储罐18中
的焦化蜡油经管线19与来自管线的加氢轻馏分油混合后进入加热炉20,当中间相形成阶段
结束后,停止管线11对焦炭塔12充焦过程,切换为由加热炉20加热的物料经过管线21进入
焦炭塔12进行拉焦过程,拉焦过程结束,对焦炭塔12进行水蒸气吹扫及除焦过程,获得优质
针状焦产品,对焦炭塔12重复上述过程,实现优质针状焦连续生产目的。以下实施例中加氢
处理装置中采用的保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱氮剂采用市售商品,催化剂牌号分别为
FZC‑11U、FZC‑26、FZC‑36、FZC‑41。
《石油焦检验法》测定,真密度按照国际标准GB/T6155《炭素材料真密度测定方法》测定,电
阻率按照GB24525‑2009《炭素材料电阻率测定方法》测定,针状焦显微组分分析过程如下:
制备针状焦的生焦经过900℃管式炉煅烧后,取样研磨至0.2‑0.8mm的焦粒样品,然后制作
成光片后,在光源为正交偏光,目镜10倍、物镜50倍的油镜下观察针状焦的显微结构。
度为220℃,90%馏出点温度为310℃,中间馏分油10%馏出点为320℃,90%馏出点为450℃,塔
底重馏分油10%馏出点为460℃。中间馏分油经管线5进入加氢处理装置7,加氢处理装置催
化剂床层装填如下:装置共四个反应器,分别装填保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱氮剂,装填
体积比为5:40:30:25,加氢处理工艺条件见表2,获得的加氢物料经管线8进入加氢分馏塔
分离出加氢轻馏分油和塔底加氢重馏分油,加氢轻馏分油10%馏出点温度为220℃,90%馏出
点为340℃,塔底加氢重馏分油与来自管线4的减压轻馏分油混合后作为形成中间相物料进
入加热炉10,塔底加氢重馏分油与减压轻馏分油的质量比为1:0.4,加热炉10的出口温度采
用变温控制,变温区间为410℃‑480℃,变温速率为10℃/h,加热后的形成中间相物料由管
线11进入焦炭塔12,焦炭塔塔顶压力为0.3MPa,反应生成的油气经管线13进入焦化分馏塔
14,分离出焦化气体15、焦化汽油16及焦化轻柴油17出装置,焦化蜡油由塔底引入蜡油储罐
18,焦化蜡油10%馏出点温度为280℃,储罐18中的焦化蜡油经管线19与来自管线的加氢轻
馏分油混合后进入加热炉20,焦化蜡油与加氢轻馏分油的质量比1:0.2,加热炉20出口温度
采用恒温控制,炉出口温度为500℃;当中间相形成阶段结束后,停止管线11对焦炭塔12充
焦过程,切换为由加热炉20加热的物料经过管线21进入焦炭塔12进行拉焦过程,拉焦过程
结束,对焦炭塔12进行水蒸气吹扫及除焦过程,获得优质针状焦产品,对焦炭塔12重复上述
过程,实现优质针状焦连续生产目的。
度为230℃,90%馏出点温度为350℃,中间馏分油10%馏出点为360℃,90%馏出点为480℃,塔
底重馏分油10%馏出点为490℃。中间馏分油经管线5进入加氢处理装置7,加氢处理装置催
化剂床层装填如下:装置共四个反应器,分别装填保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱氮剂,装填
体积比为5:40:30:25,加氢处理工艺条件见表2,获得的加氢物料经管线8进入加氢分馏塔
分离出加氢轻馏分油和塔底加氢重馏分油,加氢轻馏分油10%馏出点温度为250℃,90%馏出
点为360℃,塔底加氢重馏分油与来自管线4的减压轻馏分油混合后作为形成中间相物料进
入加热炉10,塔底加氢重馏分油与减压轻馏分油的质量比为1:0.9,加热炉10的出口温度采
用变温控制,变温区间为430℃‑470℃,变温速率为25℃/h,加热后的形成中间相物料由管
线11进入焦炭塔12,焦炭塔塔顶压力为0.9MPa,焦炭塔内气速为0.14m/s,反应生成的油气
经管线13进入焦化分馏塔14,分离出焦化气体15、焦化汽油16及焦化轻柴油17出装置,焦化
蜡油由塔底引入蜡油储罐18,焦化蜡油10%馏出点温度为340℃,储罐18中的焦化蜡油经管
线19与来自管线的加氢轻馏分油混合后进入加热炉20,焦化蜡油与加氢轻馏分油的质量比
1:0.4,加热炉20出口温度采用变温控制,变温区间为470℃‑530℃,变温速率为40℃/h;当
中间相形成阶段结束后,停止管线11对焦炭塔12充焦过程,切换为由加热炉20加热的物料
经过管线21进入焦炭塔12进行拉焦过程,焦炭塔气速为0.05m/s,拉焦过程结束,对焦炭塔
12进行水蒸气吹扫及除焦过程,获得优质针状焦产品,对焦炭塔12重复上述过程,实现优质
针状焦连续生产目的。
为240℃,90%馏出点温度为380℃,中间馏分油10%馏出点为390℃,90%馏出点为490℃,塔底
重馏分油10%馏出点为500℃。中间馏分油经管线5进入加氢处理装置7,加氢处理装置催化
剂床层装填如下:装置共四个反应器,分别装填保护剂、脱金属剂、脱硫剂和脱氮剂,装填体
积比为5:40:30:25,加氢处理工艺条件见表2,获得的加氢物料经管线8进入加氢分馏塔分
离出加氢轻馏分油和塔底加氢重馏分油,加氢轻馏分油10%馏出点温度为280℃,90%馏出点
为380℃,塔底加氢重馏分油与来自管线4的减压轻馏分油混合后作为形成中间相物料进入
加热炉10,塔底加氢重馏分油与减压轻馏分油的质量比为1:1.2,加热炉10的出口温度采用
变温控制,变温区间为440℃‑460℃,变温速率为35℃/h,加热后的形成中间相物料由管线
11进入焦炭塔12,焦炭塔塔顶压力为1.2MPa,焦炭塔内气速为0.18m/s,反应生成的油气经
管线13进入焦化分馏塔14,分离出焦化气体15、焦化汽油16及焦化轻柴油17出装置,焦化蜡
油由塔底引入蜡油储罐18,焦化蜡油10%馏出点温度为380℃,储罐18中的焦化蜡油经管线
19与来自管线的加氢轻馏分油混合后进入加热炉20,焦化蜡油与加氢轻馏分油的质量比1:
0.7,加热炉20出口温度采用恒温控制,炉出口温度为540℃;当中间相形成阶段结束后,停
止管线11对焦炭塔12充焦过程,切换为由加热炉20加热的物料经过管线21进入焦炭塔12进
行拉焦过程,焦炭塔气速为0.08m/s,拉焦过程结束,对焦炭塔12进行水蒸气吹扫及除焦过
程,获得优质针状焦产品,对焦炭塔12重复上述过程,实现优质针状焦连续生产目的。
表3。