[发明专利]重质油制备的针状焦及其方法

说明书

本发明公开了一种重质油制备的针状焦及其方法，该方法包括：选择重质油为原料；原料通过脱灰处理得到澄清油；澄清油采用固液吸附法分离，根据原料的不同，分别调节氧化铝固定相的极性和流动相的冲洗强度，通过第一、第二流动相进行梯级洗脱得到富芳组分，第一、第二流动相使用混合或单一溶剂，优选为混合溶剂；富芳组分在低温高压下进行第一段炭化反应，完成后在高温低压下进行第二段炭化反应，进而得到针状焦产品。本发明的制备方法对设备的要求不苛刻，最终能获得优质的针状焦。

技术领域

本发明涉及一种针状焦的制备方法，尤其涉及一种重质油灰分脱除-芳烃富集-分级炭化制备针状焦的方法，以重质油为原料，经过分级炭化制备针状焦，属于石油深度加工及新型碳材料针状焦的制备技术领域。

背景技术

由于近年来石油资源在世界范围内的紧缺再加上我国对于石油资源的进口依赖性，如何对我国现有的石油资源进行深加工、合理且高效的进行石化资源副产品的制造及利用，增加石油资源的综合利用率和附加值，已经变成我国诸多石化领域里的石化科研工作者急需处理的关键性难题。其中，以针状焦为代表的石化制品，不仅能够提高石化资源副产品的综合利用率并且在工业领域里也可以发挥其重要作用。

针状焦的历史起源于20世纪50年代的美国。1950年，针状焦首次被美国大湖碳素公司发明并在1956年采用延迟焦化法生产出石油系针状焦，随着科学技术的发展，1957脱出煤沥青之中含有的喹啉不溶物(QI)。由于中间相小球的发现，中间相成焦研究理论也被逐渐完整改善，针状焦制备技术的应用研究也随之得到很快发展。世界上越来越多的发达国家开始投入针状焦制备技术工业中来，主要包括美国日本及欧洲的个别国家。日本KOA石油焦公司开始生产石油系针状焦，第二年，新日铁化学株式会社生产出来煤系针状焦，之后，美国、日本、英国以及德国的多家公司都研究出来了石油焦的生产加工工艺，进一步投资扩产，针状焦的应用从此越来越广泛。

针状焦是外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理孔大而少且略呈椭圆形孔的定向均匀，表面有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感。针状焦的主要物理特点是密度大、纯度高、杂质少，其含硫量、灰分和重金属含量均比普通石油焦低；且具有高比强度，高抗震性，耐烧蚀，高导电，烧蚀量及热膨胀系数均较低及耐化学腐蚀等优点，因而在冶金工业普遍作为电极骨料。

中国专利CN103013566A公开了一种利用煤焦油沥青生产针状焦原料的工艺，此工艺采用溶剂和沥青充分混合的办法除去沥青原料之中的大部分喹啉不溶物，之后再将低喹啉不溶物的沥青加氢热分解后获得制备针状焦的原料。该方法中的溶剂是BTX或煤基的芳香族的混合物。此原料预处理方法主要是针对煤焦油沥青中喹啉不溶物的去除，而对于同时需要去除“杂质”(包括灰分以及喹啉不溶物等)并进一步富集芳烃组分的原料，但对FCC油浆、低温煤焦油以及加氢裂化尾油等往往不适用。

中国专利CN104962314A公开了“减压蒸馏+静电分固液离器”和“减压蒸馏+抽提”组合工艺来处理FCC油浆获得生产针状焦的原料，也可同时实现了脱固和芳烃富集。但是该工艺馏程过多，投资大，同时整体收率低，大量副产物外甩，造成浪费。

中国专利CN104560104A公开了一种采用釜式焦化-延迟焦化联合工艺制备针状焦的方法，其中釜式焦化在相对低温高压下形成各向异性区域发达的中间相，延迟焦化实现中间相拉焦固化。但是各向异性区域发达的中间相由于在前期釜式焦化过程炭化程度较深，在后续成焦固化过程中往往含有可裂化的组分较少(包括分子侧链以及可逸出体系的轻组分)，因而气流拉焦效果不明显。

中国专利CN105733631B公开了一种针状焦制备方法，在延迟焦化装置前设置带搅拌的预处理反应釜，反应釜上方带有排气孔，反应釜馏出物经缓冲罐后进焦化加热炉，加热后物料送至延迟焦化装置制得针状焦。该专利反应釜和延迟焦化工艺都分别采用了低温和高温反应条件，但压力相似；并且原料油需要混合焦化蜡油，以改善后期焦化塔内体系粘度。该专利的分级炭化工艺则通过在第一段炭化反应的高压操作这一简便方式，使生成馏分油溶解到产物中实现粘度的降低，并在后期高温低压阶段提供充足拉焦气流。