[发明专利]一种煤系针状焦的生产工艺

说明书

本发明属于针状焦制备技术领域，公开了一种煤系针状焦的生产工艺，所述工艺将煤焦油沥青和溶剂送入混合装置混合后进入沉降装置，经分离得到轻相和重相，将轻相送入减压蒸馏塔，回收溶剂获得净化煤焦油沥青，将所述净化煤焦油沥青送入焦化塔焦化处理，得到所述煤系针状焦及焦化油气，所述工艺使用的溶剂中含有较多≤200℃的轻质馏分，相比于含大量重质馏分的溶剂，本发明的溶剂密度较低，将其与煤焦油沥青混合后，形成的轻相更易与重相分离，且因溶剂中含有大量的轻质馏分，去除轻相中的溶剂时所述溶剂更易与净化煤焦油沥青分离，降低了溶剂的回收能耗，提高了溶剂的回收率，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于针状焦制备技术领域，涉及一种煤系针状焦的生产工艺。

背景技术

针状焦是一种优质碳素材料，由于粉碎后呈细长的针状结构而得名，它取向性好，导电、导热性能强，是制造高级石墨电极的主要原料，用针状焦生产的超高功率石墨电极具有电阻率低、体积密度大、机械强度高、热膨胀系数小、抗热震性能好等优点。针状焦石墨化制品被广泛应用于电炉炼钢电极、核反应堆减速材料及火箭技术等领域。

目前生产的针状焦根据其使用原料的不同可以分为石油系针状焦和煤系针状焦两大类。其中，石油系针状焦是以石油重质油为原料生产，煤系针状焦则是以煤焦油沥青及其馏分为原料生产。在针状焦生产初期，石油系针状焦占主导地位，其后由于石油价格居高不下以及石油加工的日趋轻质化，致使石油系针状焦原料减少，于是自上世纪70年代后期开始，煤系针状焦得到了广泛发展。煤系针状焦的形成须经历不稳定中间相小球体的形成以及小球体的生长和融并过程，而煤焦油沥青原料中的甲苯不溶-喹啉可溶物(QS-TI)和喹啉不溶物(QI)会阻碍中间相小球体的进一步长大和融并，从而不能形成纤维结构良好的煤系针状焦。因此，为了得到高品质的煤系针状焦，首先必须对生产煤系针状焦的煤焦油沥青进行预处理以脱除其中的QS-TI及QI成分，然后对得到的净化煤焦油沥青进行焦化处处理。如中国专利文献CN103509572A公开了一种利用溶剂法制备高品质煤系针状焦的工艺，该工艺使煤系原料与溶剂混合，通过物理分离除去喹啉不溶物，分离之后对澄清液进行蒸馏，对蒸馏后的重质馏分进行加氢处理，然后焦化得到煤系针状焦。然而，该工艺中使用的溶剂其重质馏分含量高，溶剂密度较大，与煤系原料混合后，不易分离，增大了溶剂回收的难度，提高了生产成本高；此外，该工艺中没有对不溶物进行综合利用，降低了煤系原料的整体利用率，不利于提高环境经济效益。

另外，现有技术中，溶剂与煤焦油沥青的混合常采用搅拌釜，但沉降时存在轻重两相界面不清，需要多个搅拌釜切换使用才能实现连续化生产，间歇操作存在轻相及溶剂损失大的问题。为此，中国专利文献CN102051191A公开了一种煤系针状焦的生产方法及系统，所述生产系统包括进行煤焦油沥青的净化部分和进行净化沥青的碳化部分，其中，所述进行煤焦油沥青的净化部分包括混合设备、沉降设备及分离设备，所述混合设备为管道混合器，但煤焦油沥青与溶剂在管道混合器中温度不能保持稳定，影响沥青的充分溶解，降低了精制沥青的收率，也不利于稳定连续化生产的进行。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有制备煤系针状焦的工艺存在溶剂回收难度大且没有对原料综合利用以及煤焦油沥青净化部分的混合设备不能保持温度稳定而影响沥青溶解的问题，从而提供一种煤系针状焦的生产工艺，该工艺中溶剂回收能耗低、回收率高，且该工艺对煤焦油的全馏分进行了综合利用，煤焦油沥青与溶剂混合过程中温度能维持稳定。为解决上述技术问题，本发明提供了一种煤系针状焦的生产工艺，包括如下步骤：

(1)将煤焦油沥青和溶剂送入混合装置中混合，形成煤焦油沥青与溶剂的混合物；

(2)将所述煤焦油沥青与溶剂的混合物送入沉降装置中，经沉降分离得到轻相和重相；

(3)将所述轻相和重相分别从所述沉降装置中排出；

(4)将所述轻相送入第一减压蒸馏塔，回收溶剂并获得净化煤焦油沥青；