[发明专利]一种制备煤系针状焦的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于一种炼焦化工技术，具体地说涉及一种以煤焦油、煤沥青、回配软沥青或煤焦油馏分为原料制备针状焦的工艺方法。

背景技术

随着电炉炼钢大型化和全球电炉炼钢产量增长速度加快，使得超高功率电极（UHP）用量快速增加，对炭素原料的要求也越来越高。针状焦是制造超高功率电极的骨料，采用超高功率电极的电炉炼钢时，可使冶炼时间缩短30%～50%，节电10%～50%以上，经济效益十分显著。针状焦按其原料的不同可分为油系针状焦和煤系针状焦两种，分别以石油渣油和精制的煤焦油沥青为原料，经延迟焦化、煅烧而制得，其结构具有明显的各向异性层状结构。由于石油价格居高不下以及石油加工的日趋轻质化，致使油系针状焦原料减少，同时我国是焦炭生产大国，具有充足的煤焦油资源，可以为煤系针状焦的生产提供大量的优质原料，因此，煤系针状焦的制备技术也成为行业研究的热点。

针状焦的生产分为3个工序，即原料预处理、延迟焦化和煅烧工段，其中原料预处理作为针状焦生产的首要工序，是生产针状焦的技术关键之一，决定着针状焦质量的优劣，对煤系针状焦原料而言，预处理更为重要。煤系针状焦的所选原料中除含有杂质外还含有喹啉不溶物（QI），在针状焦成焦过程中，喹啉不溶物会附着在不稳定中间相小球体周围，阻碍小球体的进一步长大和融并，从而不能生成纤维结构良好的针状焦。研究发现，在生产用于制造超高功率电极的针状焦时，要求原料沥青中喹啉不溶物（QI）含量小于1%（小于0.1%最佳）。目前，除去煤焦油和煤焦油沥青中喹啉不溶等有害杂质的方法主要有闪蒸法、沉降法、离心法和溶剂法等。

中国专利00125962.8公布了一种针状焦的制备方法，将煤焦油或煤焦油沥青，经真空闪蒸除去喹啉不溶物，得到闪蒸油，将闪蒸油与石油组分按闪蒸油：石油组分=100:3～50的重量比混合，在380～450℃、0～2.0MPa压力下进行聚合反应，得到聚合油，将聚合油经延迟焦化处理和煅烧，制得煤系针状焦。

中国专利200510136738.1公布了一种涉及煤焦油、煤沥青脱除喹啉不溶物的处理技术，将软化点30℃的直馏软沥青或软化点35℃的回配软沥青加热到60℃后和预先混合的脂肪烃/芳香烃溶剂分别由泵送入搅拌釜，经过搅拌、静置、沉淀2～20hr后，搅拌釜中的上层即轻相直馏软沥青或回配软沥青与溶剂的混合物再由泵抽回送入溶剂回收塔，经溶剂回收塔回收溶剂并制取精制沥青，得到适合生产煤沥青针状焦的原料。

中国专利200810053701.6公布了一种用于生产煤系针状焦的沥青的制备方法，以煤焦油和煤沥青为原料，以煤焦油轻质组分为溶剂，以煤粉、冶金焦或冶金焦粉与硅藻土的混合物、或冶金焦粉与膨胀珍珠岩的混合物为助滤剂，首先将助滤剂混合液在离心机内形成均匀的助滤剂滤饼，再将煤沥青或煤焦油、洗油和助滤剂的混合物加入上述已形成均匀助滤剂滤饼的离心机内，离心过滤，将得到的离心液经过常压蒸馏回收溶剂，并得到适合生产煤系针状焦的精制沥青原料。

在上述原料预处理工艺中，闪蒸法和沉降法操作工艺比较简单、设备投资成本低，但净化效果达不到要求，离心法工艺适中、净化效果好，但处理量小。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备煤系针状焦的工艺方法。该工艺方法以煤焦油、煤沥青、回配软沥青或煤焦油馏分为原料，经闪蒸、加压热过滤和离心过滤除去原料中的喹啉不溶物，制取的净化原料以循环的方式在反应釜里进行缩聚，缩聚沥青经加热炉加热后进焦化塔成焦，最后经煅烧制得煤系针状焦。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种制备煤系针状焦的工艺方法，该方法包括下述步骤：

1）将原料送入1#管式加热炉中，加热后进入1#闪蒸塔闪蒸后含杂高温沥青从1#闪蒸塔底部排出，塔顶逸出的闪蒸油进入2#闪蒸塔进行闪蒸，2#闪蒸塔底部产出精制沥青原料，塔顶逸出轻油；

2）将步骤1）得到的精制沥青原料用热过滤进料泵送入加压热过滤釜中铺设的滤材层过滤，经由进气阀门向加热加压过滤釜注入惰性气体，加压，在惰性气体保护下对精制沥青原料进行热过滤；

3）经步骤2）热过滤的滤液，进入到离心机内，离心过滤，得到的精制净化沥青送入到净化沥青槽中；

4）经步骤3）得到精制净化沥青用缩聚进料泵送入到1#管式加热炉中，加热后进缩聚反应釜采用循环方式进行缩聚，从缩聚反应釜顶部逸出的组分经分馏塔分馏得到油气、轻油和重油，分馏塔底部的重组分油经管道与2#闪蒸塔底部产出的精制沥青原料混合后再次进入加压热过滤釜；