[发明专利]一种石油焦的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油焦的制备方法。

背景技术

针状焦是制造高级石墨电极的主要原料，因其外观具有明显的针状或纤维状纹理结构，故称为针状焦（Needle Coke）。针状焦具有低热膨胀系数、低孔隙度、低硫、低灰分、低金属含量、高导电率及易石墨化等一系列优点。由针状焦制成的石墨制品具有高密度、高强度、高纯度、高结晶度、高导电导热性、低热膨胀系数、低烧蚀性等特点，在国防和冶金工业中得到广泛的应用，其中冶金工业中的用量最大。在冶金工业中，用针状焦制成的超高功率（UHP）石墨电极可以明显提高冶炼效率，降低电耗和原材料消耗，减少环境污染。近年来，随着国内电炉炼钢工业的迅速发展和石墨电极生产技术的进步，针状焦的需求量大幅度增加。目前国内针状焦的年产量仅为10万吨左右，市场缺口每年高达20万吨以上。

根据针状焦成焦机理，生产针状焦的原料要求具有芳烃含量高，胶质、沥青质、灰分及硫含量低的特点，并且要求原料在热转化过程中具有较高的中间相转化温度和较宽的中间相转化温度范围，生产优质针状焦的原料要求为：密度>1.0g/cm³，芳烃含量>50重%，沥青质含量<1.0重%，灰分含量<100μg/g，硫含量<0.5重%。

在原料方面，生产针状焦应选择低硫、低胶质和沥青质、低灰分含量的原料，一般采用热裂化渣油、高温裂解制乙烯焦油、糠醛抽出油或催化裂化澄清油等。随着原料劣质化和操作苛刻度的提高，催化裂化油浆性质也越来越差，表现为灰分、胶质和沥青质含量和硫含量越来越高，炼厂中催化裂化油浆硫含量高达1.6重%，金属含量达到0.7重%，沥青质达到14.6重%。这样的催化裂化油浆显然不能满足作为生产针状焦原料的性质要求，无法生产合格的针状焦。

US20050284793介绍了利用常压渣油制备针状焦的技术，对常压渣油中硫含量要控制在0.7重％以内。

CN1098336C“渣油加氢处理-延迟焦化的组合工艺方法”提出了将渣油、焦化瓦斯油和氢气一起进入加氢装置进行加氢，然后进入延迟焦化装置生产针状焦的组合工艺，针状焦CTE＜2.6×10^-6/℃，硫含量小于0.7重%。

CN1191321C“一种从含硫常压渣油生产针状石油焦的方法”是针对含硫的常压渣油，通过加氢精制、加氢脱金属和加氢脱硫后制备针状焦，其原料是含硫常压渣油。

US4740293介绍了热裂解渣油和加氢处理后的催化裂化澄清油一起采用延迟焦化工艺生产针状焦的工艺，热裂解渣油的混合比例为50％～75重%。

US5167796介绍了将含硫催化裂化澄清油经过加氢脱硫，可使针状焦的硫含量小于0.8重％。

上述现有技术均无法利用劣质催化裂化油浆来生产针状焦。

发明内容

本发明提出并要解决的技术问题是如何合理利用劣质催化裂化油浆，提高其利用价值。本发明提供了一种石油焦的制备方法，该方法能够利用劣质催化裂化油浆来生产优质石油焦，该方法可以扩大优质石油焦的生产原料来源，同时提高劣质催化裂化油浆的附加值。

一种石油焦的制备方法，包括：

（1）对催化裂化油浆进行减压蒸馏，切割出315±35℃～500℃±20℃馏分，所述催化裂化油浆的硫含量为0.5重%～2.5重%，灰分含量为0.01重%～1重%，沥青质含量为1重%～20重%；

（2）将步骤（1）得到的馏分油经原料油泵增压与氢气混合后进加热炉，加热后进入固定床加氢反应器，依次与加氢保护剂和加氢精制剂接触;加氢生成油经高压分离器进行气液分离，液体产品出装置，气体经压缩机压缩后与新氢混合后与原料油混合，加氢反应条件为：反应温度为250℃～450℃，氢分压为1MPa～15MPa，体积空速为0.1h^-1～2h^-1，氢油体积比100Nm³/m³～1000Nm³/m³；

（3）将步骤（2）得到的加氢液体产品输入延迟焦化装置，进行热裂化反应，得到焦化干气、焦化汽油和焦化柴油、焦化瓦斯油和石油焦；操作条件为：加热炉出口温度420℃～530℃，焦炭塔压力0.2MPa～1MPa，循环比0.5～1。