高温煤焦油加氢联产针状焦工艺探讨.pdf

第43卷第4期
煤化工
Vol,43 No
2015年8月
Coal Chemical Indust
Aug.2015
高温煤焦油加氢联产针状焦工艺探讨
程志字,沈和平,林永波
(成都淘鸿科技有限公司,四川成都610500)
摘要对高温煤焦油加氢尾油的分析表明,其各项指标均能满足生产针状焦的预处理溶剂要求,可以作
为工业上溶剂一沉降法生产煤系针状焦的优质溶剂;而高温煤焦油生产针状焦的精制沥青炭化馏出物为中性煤
焦油,可回收作为煤焦油加氢原料。基于此,提出了高温煤焦油馏分油加氢与溶剂一沉降法生产针状焦的联合
装置,以实现两种工艺方法的互补优化。通过初步技术论证和技术经济测算可知,两种工艺的合理组合,具有可
行性和较好的经济效益。
关键词高温煤焦油加氢,加氢尾油,煤沥青,溶剂一沉降法,针状焦
文章编号:1005-9598(2015)-04-0003-05中图分类号:TQ522.6文献标识码:A
点,是生产浸渍剂沥青、针状焦、中间相炭微球、碳纤
维等高附加值产品的原料。但是,生产这些产品都需
高温煤焦油沥青(简称为煤沥青)是高温煤焦油要低杂质含量的净化沥青。
提取馏分油后的产品,产率一般为煤焦油原料的50%
净化沥青的制备主要是脱除以原生喹啉不溶物
以上,所以对煤沥青的综合利用水平決定了高温煤焦(QI)为代表的杂质,原生1分为原生无机QI和原生
油深加工的效益。工业上采用溶剂一沉降法脱除煤沥有机QI,原生无机QI为原料中的无机杂质或煤焦化
青中以原生喹啉不溶物(QI)为代表的杂质,以生产浸过程中带人焦油中的焦和煤的微粉,原生有机QⅡ是
渍剂沥青、针状焦、中间相炭微球、碳纤维等产品。
炼焦或煤焦油加工过程中芳烃大分子裂解、或低分子
高温煤焦油馏分油加氢是近几年成功工业化应量芳烃高温缩聚形成的稠环芳烃。原生QI的净化方
用的加工技术,工艺过程中产生的加氢尾油具有杂质法主要是采用芳香烃和脂肪烃按一定比例配制成混
含量少、饱和环烃含量高的特点,可作为煤沥青溶剂合溶剂,通过相似相溶的原理,溶解、萃取、分离原生
沉降法精制处理的优质溶剂。
有机QI,降低煤沥青的黏度,使其利于采用沉降、过
通过建设髙温煤焦油馏分油加氡联产针状焦装滤和离心分离等物理方法分离原生无机Q1
置,可实现两种工艺的节能优化,提高高温煤焦油加
针状焦是一种具有特殊结构的碳材,用针状焦生
工的液体收率、质量和煤沥青产品的附加值,获得较产的超高功率石墨电极具有电阻率低、体积密度大
好的经济效益
机械强度高、热膨胀系数小、抗热震性能好等优点,用
于高功率或超高功率电炉炼钢,可使冶炼时阆缩短
1溶剂一沉降法生产煤系针状焦
30%~50%,节电10%~50%。
张德保等在对针状焦制备过程中的中间相结构
高温煤焦油在性质上有黏度及密度大、芳香族、以及影响中间相形成的各种因素的概述中,指出生产
胶质、沥青质及机械杂质含量高的特点。其中,高温煤针状焦的原料应符合以下要求:密度≥1020kg/,灰
焦油沥青是高温煤焦油提取馏分油后的产品,具有分分≤0.05%,硫分<0.5%,QI质量分数<0.1%,钒质量
子量范围大(2000到30000)、含碳量高(>90%)的特分数<50X106,镍质量分数<50×10°,芳香指数
收稿日期:2015-03-04
作者简介:程志宇(1970一),男,四川成都,高级工程师,1991年毕业于原成都科技大学化工系,现主要从事煤化工新技术
研发和转化工作,E-mail:chengzhi@vip.sina.com。
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(BMCI)>120,芳烃质量分数为30%~50%。
了加氢改质研究,结果表明,可以获得质量分数约
因此,为生产优质针状焦,必须对煤焦油沥青原料13%、初馏点大于350℃的尾油馏分,其密度(20℃)为
进行净化处理,以除去影响中间相结构生长的QI等有870.9kg/,纽成见表2。
害杂质。目前,除去煤焦油和煤焦油沥青中QI等有害
表2鲁奇炉宽馏分煤焦油加氨尾油组成
杂质的方法中,只有溶剂一沉降法得到大规模工业化
残炭灰分硫分饱和芳族胶质沥青氮氢
应用,中钢集团鞍山热能研究院、山西宏特煤化工有限
/%/%/%烃/%烃/%/%质/%/%/%
公司、喜科墨(江苏)针状焦科技有限公司等煤系针状0.140.00650.0584.1614.161.400.280.1313.0
焦项目,均采用溶剂一沉降法。
碳铝钙铁钾镁钠锌
%/×106/×106/×106/×106/×106/X106/×10
2高温媟焦油加氢尾油的性质
86.600.72.46.60.20.31.00.2
目前成功运行的黑龙江某高温煤焦油馏分油加
高温煤焦油加氢是指高温煤焦油在较高的氯分装置的加氢尾油主要性质及组成见表3。
压下进行脱硫、脱氮、脱氧、脱胶质、脱金属离子、双键
表3高温煤焦油馏分油加氢装置加氢尾油性质及组成
烃饱和及选择性开环等反应,加氯后的产品具有杂质
含量低的特点,其中,石脑油馏分芳烃潜含量高(>
密度收率(占加氢原硫分氮质量分
kg?m3料质量分数)/%/%数/×10
BMCT值
70%),是低硫汽油调和组分或芳烃原料;柴油馏分凝
952
<0.05<300
78.03
点低(不高于-20℃),是低硫柴油调和组分。
惠京等以山西某焦化厂高温煤焦油为原料进
告合表1、表2、表3可知,加氢尾油具有硫和氮
行加氢研究,结果表明,在加氢产品中还有质量分数含量低、沥青质和胶质含量低、残炭和金属含量低、密
20.27%、初馏点大于360℃的尾油馏分,其密度(20度低和饱和烃含量高的特点,各项指标均能满足生产
℃)为901.7kg/m3,组成见表1。
针状焦的溶剂要求。因此,可将加氢尾油作为溶剂
朱方明等?对鲁奇炉副产的宽馏分煤焦油进行沉降法生产针状焦的优质溶剂,增加高温煤焦油加氢
表1山西某焦化厂高温媟焦油加氫尾油的组成
尾油的用途。
硫分
铁
X106/×10
x0x10/x1o「3高温煤焦油加氢联产针状焦的组合エ艺
<0.1
<0.1
0.1
<0.1
残炭氮沥青质胶质饱和烃芳族烃3.1媒系针状焦生产工艺
/%/×106
工业化的煤系针状焦生产工艺包括原料预处理
0.18
0
5.7262.9531.33
延迟焦化等工序,其艺流程示意图见图1
混合溶剂
煤气
轻质油
芳香烃
蒸
放空塔
ーー精制沥古ー?气相
脂肪烃
埁
??轻相油?加热炉
循环油
取
媒沥青}
沉
隣→亚相→加热炉?肉
注水?
一m热一寒规[什状焦
葱油
水力除焦
?重质沥間
生焦[煅烧
图1媒系针状焦生产工艺流程示意图
煤沥青与芳香烃、脂肪烃溶剂混合,经静置沉降以蒸馏方式回收溶剂后,得到精制沥青和重质沥青。
分离成轻相油、重相油两部分,轻相油基本不含QI,
精制沥青采用延迟焦化的方式在焦炭塔内进行炭
而重相油聚集了几乎全部的QI。轻相油、重相油分别化