專利名稱：以煤焦油軟瀝青為原料制取針狀焦的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子有機(jī)化合物熱轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及以煤焦油軟瀝青為原料制取針狀焦的工藝。
背景技術(shù)：
針狀焦具有光學(xué)上的各向異性，并有良好流線型針狀結(jié)晶碳結(jié)構(gòu)，破碎后其顆粒呈細(xì)長(zhǎng)狀，是制造高功率(HP)電極和超高功率(UHP)電極必須使用的骨料原料。用針狀焦制造的HP電極和UHP電極，具有比電阻小、熱膨脹系數(shù)低、允許通過(guò)的電流密度大、抗氧化性能好、耐熱沖擊性能強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。用于超高功率電爐冶煉，比普通電爐冶煉可以節(jié)約電能20-30％，縮短冶煉時(shí)間30-50％。
針狀焦又分為石油系和煤系兩大種類，以石油二次加工產(chǎn)生的重質(zhì)油為原料生產(chǎn)的針狀焦稱為石油系針狀焦，以煤焦油重質(zhì)餾分和煤瀝青為原料生產(chǎn)的針狀焦稱為煤系針狀焦。
目前現(xiàn)有技術(shù)中制取針狀焦的工藝，日本采用溶劑法生產(chǎn)，成本較高。國(guó)內(nèi)制取針狀焦的方法如中國(guó)專利CN8610067.5，公開了一種針狀焦的制取方法，是以煤焦油或煤焦油瀝青及其餾分為原料，不添加任何溶劑，僅進(jìn)行加熱和真空閃蒸處理，提取中沸點(diǎn)餾分得純凈原料，再經(jīng)熱縮聚制得適宜中間相小球體生長(zhǎng)的縮聚瀝青，然后在改進(jìn)的延遲焦化裝置中進(jìn)行焦化處理得煤系針狀焦，該方法存在的缺點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)高，不能完全滿足制造高功率電極和超高功率電極的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以煤焦油軟瀝青為原料制取針狀焦的工藝，該工藝的特點(diǎn)是利用成熟的延遲焦化工藝與設(shè)備和成熟的回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝與設(shè)備，改變其操作參數(shù)，以精制煤焦油軟瀝青為原料，制造煤瀝青針狀焦，制得的煤瀝青針狀焦熱膨脹系數(shù)低，完全滿足制造高功率電極和超高功率電極的技術(shù)要求，且成本較低。
以煤焦油軟瀝青為原料制取針狀焦的工藝，其工藝步驟為精制煤焦油軟瀝青進(jìn)入針狀焦原料槽，由泵抽出經(jīng)預(yù)熱器加熱后，進(jìn)入分餾塔底部；進(jìn)入分餾塔的精制煤焦油軟瀝青與來(lái)自焦化塔的高溫油氣進(jìn)行熱交換，即與凝縮的循環(huán)油混合，混合油再由泵從分餾塔底抽出送至加熱爐，經(jīng)加熱爐的的對(duì)流段、輻射段加熱后，進(jìn)入焦化塔；進(jìn)料24-36小時(shí)后，停止進(jìn)料，經(jīng)水力除焦、脫水、分級(jí)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯加熱煅燒，得到成品針狀焦；該工藝的特征在于管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃-520℃開始進(jìn)料，開始以每小時(shí)5℃升溫速度升至440-450℃，然后恒溫進(jìn)料2-4小時(shí)，再以每小時(shí)5℃升溫速度升至460-470℃，恒溫進(jìn)料4-6小時(shí)，然后，快速升溫至490-520℃，總進(jìn)料時(shí)間24-36小時(shí)；在該工藝中，主要控制參數(shù)為管式加熱爐入口溫度為320℃，管式加熱爐出口溫度為420-520℃，管式加熱爐注水量為90-200Kg/h；循環(huán)比0.8-1.8；焦化塔頂油氣溫度450-495℃；焦化塔頂壓力0.1-1.0MPa；焦化塔進(jìn)料時(shí)間24-36h；分餾塔頂溫度130-180℃；分餾塔頂壓力0.06-0.5MPa；回轉(zhuǎn)窯加熱段溫度1400-1500℃；冷卻機(jī)排料溫度80-100℃。
為防止混合油在輻射段爐管內(nèi)結(jié)焦，輻射段爐管設(shè)注水或過(guò)熱蒸汽入口3至6處。
本發(fā)明的工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是制得的針狀焦熱膨脹系數(shù)低；設(shè)備采用現(xiàn)有的設(shè)備，不用改進(jìn)；制得的針狀焦可滿足制造高功率電極和超高功率電極的技術(shù)要求，且制造成本較低。
具體實(shí)施例方式
1)原料性質(zhì)使用的原料煤焦油軟瀝青的技術(shù)指標(biāo)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)主要操作參數(shù)A1管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃開始進(jìn)料，開始以每小時(shí)5℃升溫速度升至440℃，然后恒溫進(jìn)料2小時(shí)，再以每小時(shí)5℃升溫速度升至460℃，恒溫進(jìn)料4小時(shí)，然后，快速升溫至490℃，總進(jìn)料時(shí)間24小時(shí)。管式加熱爐注水量160Kg/h；循環(huán)比0.9；焦化塔頂最高油氣溫度465℃；焦化塔頂最高壓力0.5MPa；分餾塔頂最高溫度180℃；分餾塔頂壓力最高0.18MPa，回轉(zhuǎn)窯加熱段溫度1500℃；冷卻機(jī)排料溫度80℃。
3)主要操作參數(shù)A2管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度520℃開始進(jìn)料，開始以每小時(shí)5℃升溫速度升至440℃，然后恒溫進(jìn)料4小時(shí)，再以每小時(shí)5℃升溫速度升至465℃，恒溫進(jìn)料6小時(shí)，然后快速度升溫至520℃，總進(jìn)料時(shí)間36小時(shí)。管式加熱爐注水量190Kg/h；循環(huán)比1.2；焦化塔頂最高油氣溫度475℃；焦化塔頂最高壓力0.6MPa；分餾塔頂最高溫度180℃；分餾塔頂最高壓力0.18MPa；，回轉(zhuǎn)窯加熱段溫度1400℃；冷卻機(jī)排料溫度100℃。
4)實(shí)施結(jié)果制取的煤瀝青針狀焦A1、A2煅燒后的質(zhì)量指標(biāo)列入表1，用A1、A2制作的Φ20小型電極煅燒后的測(cè)試結(jié)果列入表2煅燒后煤瀝青針狀焦質(zhì)量指標(biāo)表1

Φ20小型電極煅燒后的測(cè)試結(jié)果 表2

權(quán)利要求
1.以煤焦油軟瀝青為原料制取針狀焦的工藝，其特征在于其工藝步驟為精制煤焦油軟瀝青進(jìn)入針狀焦原料槽，由泵抽出經(jīng)預(yù)熱器加熱后，進(jìn)入分餾塔底部；進(jìn)入分餾塔的精制煤焦油軟瀝青與來(lái)自焦化塔的高溫油氣進(jìn)行熱交換，即與凝縮的循環(huán)油混合，混合油再由泵從分餾塔底抽出送至加熱爐，經(jīng)加熱爐的的對(duì)流段、輻射段加熱后，進(jìn)入焦化塔；進(jìn)料24-36小時(shí)后，停止進(jìn)料，經(jīng)水力除焦、脫水、分級(jí)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯加熱煅燒，得到成品針狀焦；該工藝的特征在于管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃-520℃開始進(jìn)料，開始以每小時(shí)5℃升溫速度升至440-450℃，然后恒溫進(jìn)料2-4小時(shí)，再以每小時(shí)5℃升溫速度升至460-470℃，恒溫進(jìn)料4-6小時(shí)，然后，快速升溫至490-520℃，總進(jìn)料時(shí)間24-36小時(shí)；在該工藝中，主要控制參數(shù)為管式加熱爐入口溫度為320℃，管式加熱爐出口溫度為420-520℃，管式加熱爐注水量為90-200Kg/h；循環(huán)比0.8-1.8；焦化塔頂油氣溫度450-495℃；焦化塔頂壓力0.1-1.0MPa；焦化塔進(jìn)料時(shí)間24-36h；分餾塔頂溫度130-180℃；分餾塔頂壓力0.06-0.5MPa；回轉(zhuǎn)窯加熱段溫度1400-1500℃；冷卻機(jī)排料溫度80-100℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子有機(jī)化合物熱轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及以煤焦油軟瀝青為原料制取針狀焦的工藝。該工藝的特征在于管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃－520℃開始進(jìn)料，開始以每小時(shí)5℃升溫速度升至440－450℃，然后恒溫進(jìn)料2－4小時(shí)，再以每小時(shí)5℃升溫速度升至460－470℃，恒溫進(jìn)料4－6小時(shí)，然后，快速升溫至490－520℃，總進(jìn)料時(shí)間24－36小時(shí)。其優(yōu)點(diǎn)是制得的針狀焦熱膨脹系數(shù)低；設(shè)備采用現(xiàn)有的設(shè)備，不用改進(jìn)；制得的針狀焦可滿足制造高功率電極和超高功率電極的技術(shù)要求，且制造成本較低。
文檔編號(hào)C10B55/00GK1793286SQ20051013673
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者于洪武, 姚恩東, 胡成秋, 曾范義, 張光全 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院