[发明专利]一种生产石油焦的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产石油焦的方法，更具体地说，是一种以劣质催化裂化油浆为原料生产优质石油焦的方法。

背景技术

针状石油焦（简称针状焦）具有热膨胀系数（以下简称CTE）低、低孔隙度、低硫、低灰分、低金属含量、高导电率及易石墨化等优点，因其外观具有针状或纤维状纹理结构，故称为针状焦。

针状焦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。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。

在高功率炼钢电炉中，必须采用高功率或超高功率石墨电极，该电极能够在短时间经受急剧变化的苛刻条件的冲击。为了使电极不至于在急剧的加热或冷却时产生较大的热应力而炸裂，要求电极的CTE小，而电极的CTE主要取决于针状焦的CTE，所以CTE成为表征针状焦质量的关键性指标。

针状焦中的硫含量必须低，因为石墨化炉子的操作温度极高，典型的石墨化温度大约2800℃，所以硫不会出现在最终的石墨电极中，在石墨化过程中，伴随着硫的逸出，发生晶胀现象。硫在高温下气化后，经孔隙从焦炭颗粒内逸出，使孔壁在石墨化时变软，产生单组膨胀，最终使石墨电极强度受到严重损害。

针状焦质量指标如下：

在原料方面，生产针状焦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。针状焦的质量与原料的组成密切相关，生产针状焦的原料要求芳烃含量高，胶质、沥青质、灰分及硫含量低，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%。

催化裂化油浆产量巨大，约占催化裂化处理量的5%至10%，在原料日益重质化和劣质化的大背景下，油浆的产量必然继续增加。并且，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，这种劣质催化裂化油浆的硫含量一般为0.5重%～2.5重%，灰分含量一般为0.1重%～1重%，沥青质含量一般为4重%～20重%。这种劣质催化裂化油浆显然不能满足生产针状焦的要求，无法生产合格的针状焦。目前，劣质催化裂化油浆主要作为燃料油出厂，这种方案虽然可以解决油浆的出路问题，但作为燃料油使用的附加值不高。

已有文献公开了一些利用非常规原料或通过组合工艺来制备针状焦的技术，如US20050284793、CN1098336C、CN1191321C、US4740293、US5167796，这些技术均无法利用上述的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，如何提高劣质催化裂化油浆的利用附加值。更具体地说，本发明提出并要解决的技术问题是，如何以劣质催化裂化油浆为原料来生产优质石油焦，以提高劣质催化裂化油浆的利用附加值。

一种生产石油焦的方法，将第一原料油输入延迟焦化装置，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；

所述的第一原料油由以下方法获得，第二原料油经加热炉加热后，进入反应器进行热裂化，得到裂化干气、裂化汽油和裂化柴油、裂化重油；将处理后得到的裂化重油作为第一原料油；操作条件为：加热炉出口温度380℃～460℃，反应器压力0.2MPa～0.8MPa，停留时间0.2h～1.2h；

所述的第二原料油由以下方法获得，将第三原料油与氢气混合，加热后输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、反应，加氢生成油经气液分离后得到的液体产品即为第二原料油;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，氢油体积比为100Nm³/m³～1000Nm³/m³；