[发明专利]一种从渣油生产针状石油焦的方法

说明书

本发明属于一种在不存在氢的情况下烃油的非催化热裂化方法，更具体地说，是一种从渣油生产针状石油焦的方法。

针状石油焦(简称针焦)具有热膨胀系数(以下简称CTE)低、石墨化性能好等优点，破碎后外观呈针状，在显微镜下具有明显的纤维状结构和较高的各向异性，是制造高功率电极的骨架材料，因此被广泛应用在炼钢工业上。

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内经受急剧变化的苛刻条件的冲击。为了使电极不致于在急剧的加热或急冷时产生较大的热应力而炸裂，要求电极的CTE小，而电极的CTE主要取决于针焦的CTE，所以CTE成为表示针焦质量的关键性指标。

针焦质量的指标如下所示：

真密度，克/厘米³    ＞2.12

CTE，×10^-6/℃      2.35～2.60(1000℃炭棒制样法)

硫含量，重％         ≯0.7

灰份，重％           ≯0.15

针焦生产技术以中间相小球体生成机理为理论基础，一般采用的原料富含芳烃如催化裂化澄清油、热裂化渣油、润滑油糠醛精制抽出油或蒸汽裂解制乙烯渣油等，以上这些原料虽然经过不同的原料预处理工艺能够生产出针焦，但由于资源有限，因此难以组织更大规模的工业生产。

与上述原料相比，渣油来源广泛，是原油经常减压蒸馏得到的重质渣油，一般作为普通焦化装置的原料。为了扩大针焦的原料来源，人们在以渣油为原料进行针焦生产方面进行了大量的研究工作。

USP4，235，703公开了一种从渣油生产针焦的方法，该方法以硫和金属含量高的环烷基原油的减压渣油为原料，经加氢脱金属、加氢脱硫后，再经过延迟焦化生产针焦，该方法是通过加氢来脱除直馏渣油的杂质，其设备投资和操作费用都很高。

USP4，894，144公开了一种同时制备低硫焦和高硫焦的方法，直馏重油经加氢处理后，分成轻、重两部分，其中轻质部分为低硫渣油，经焦化后再煅烧制得低硫石油焦，该焦适合作生产石墨电极原料；重质部分为高硫渣油，经焦化后再煅烧制得高硫石油焦，该焦适合作生产炼铝电极的原料。

USP4，130，475公开了一种制备针焦的方法，该方法选用特定原油的常压渣油为原料，与自产的热裂化渣油和少量蒸汽裂解制乙烯焦油混合，通过延迟焦化生产针焦，焦化蜡油经热裂化得到气体、汽油、燃料馏分油和热裂化渣油，其中热裂化渣油与常压渣油混合作为原料。该方法对原料的性质如密度、残炭和馏程范围等有特殊的要求。

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种从渣油生产针状石油焦的方法。

本发明提供的方法是这样具体实施的：

渣油原料经过加热炉(2)的对流段预热后，再通过加热炉的辐射段加热至常规焦化温度，然后进焦炭塔(6)或(7)进行反应，生成的普通石油焦留在焦炭塔内，生成的焦化油气经分馏得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化轻蜡油和焦化重蜡油；其中所有的焦化重蜡油单独或与其它常规生产针状石油焦的原料混合，进入加热炉(12)的对流段预热后，在其辐射段经变温操作，然后进入焦炭塔(16)或(17)进行反应，生成的针状石油焦留在焦炭塔内，焦化油气经分馏得到焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、焦化轻蜡油和焦化重蜡油，其中焦化重蜡油全部返回加热炉(12)。

上述方法中前一焦化过程为单程焦化，即循环蜡油与渣油原料的重量比(简称循环比)为0，其特点是产生的焦化蜡油重且多，由于焦化蜡油被分成轻、重两个部分，焦化轻蜡油的质量得到改善，可以作为催化裂化和加氢裂化工艺的原料，焦化重蜡油是二次加工后的产物，由于其质量较差，作为催化裂化装置或加氢裂化装置的原料尚有难度。但是焦化重蜡油富含芳烃，可以作为生产针焦的原料。

所述的渣油原料选自低硫原油的常压渣油、减压渣油或减粘裂化渣油之中一种或一种以上的混合物。

所述的加热炉(2)中出口温度为490℃～510℃，焦炭塔操作压力为0.10～0.30兆帕(表压)。

所述的其它常生产针焦原料选自催化裂化澄清油、热裂化渣油、润滑油糠醛精制抽出油或蒸汽裂解制乙烯渣油之中一种或一种以上的混合物。常规针焦原料与焦化重蜡油以任意比例混合。

所述的变温操作的温度范围为430℃～520℃，最好为440℃～500℃。

所述的焦炭塔(16)或(17)操作条件为：焦炭塔顶压力为0.10～0.30兆帕(表压)，焦炭塔顶温度≮380℃。

所述的焦化重蜡油沸点范围为＞400℃。