一种利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法与流程

：本发明涉及针状焦生产，特别涉及一种利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法。

背景技术

0、背景技术：

1、针状焦，为优质石油焦的一种，具有低热膨胀系数、低空隙度、低硫、低灰分、低金属含量、高导电率及易石墨化等一系列优点。针状焦生产时一般以延迟焦化工艺为基础，需要选择合适的原料，因为并非所有的高芳烃原料都能顺利转化为针状焦。工业上可用来生产针状焦原料的主要来源有：催化裂化澄清油(fccdo)、石脑油以及粗柴油蒸汽裂解生产乙烯所得的乙烯焦油(et)、热裂化的裂化焦油(tr)、煤焦化或气化生产的煤焦油(cr)。针状焦是生产高功率、超高功率石墨电极的主要原料。生产针状焦的最关键问题是原料的选择和预处理。根据针状焦的成焦机理，生产针状焦的原料必须满足芳烃含量高，其中线性连接的三环、四环短侧链芳烃含量居多，一般要求芳烃含量达到30—50％；胶质和沥青质含量低，胶质和沥青质本身就是大分子稠环或又带较长侧链的烃类化合物，分子结构复杂，碳化反应速度快，很快被固化成原状固体，在针状焦中出现镶嵌型结构，从而降低了针状焦的质量，所以原料的胶质和沥青质含量越低越有利于保证针状焦质量。

2、目前优质针状焦质量对原料的依赖性很大，优质的油浆资源虽然能够生产高质量针状焦，但其成本价格也较为昂贵。业内对优质针状焦原料已达成部分共识，优质针状焦原料应有足够的芳烃含量、环烷烃含量、同时对沥青质含量和密度均有一定的要求。同时满足优质针状焦原料标准的油浆并不多见，但有相当数量的油浆种类可以部分满足标准。若想扩展优质针状焦原料来源，需要工艺上简单易行的办法来处理针状焦原料。

3、根据以往的文献研究，催化裂化油浆的切割馏分中，芳烃含量、沥青质、胶质等族组成分布是显著不同的，存在相对高芳烃切割馏分和相对低芳烃切割馏分，而富含三、四环芳烃的切割馏分是理想的针状焦补充原料。

4、现有拓展针状焦原料的方案中一类为对原料进行预处理，包括加氢、萃取抽提措施等。这些措施需要引入加氢催化剂、氢气、抽提溶剂等外来物流，且需要加氢反应器、萃取抽提塔、溶剂回收塔等装置，预处理措施的成本较高。

5、中国专利cn113862035a公开了一种由催化裂化油浆生产高端针状焦原料的方法，其方法是先对催化裂化油浆采过滤器过滤，将过滤后得到的渗透液进行减压蒸馏，再将减压蒸馏得到的中间馏分与氢气混合后进行加氢处理。该方法涉及加氢过程，成本高，带来一系列安全问题。

6、中国专利cn113862035a公开了一种利用优化含乙烯焦油的原料生产针状焦的方法，包括初始焦化原料送入加氢塔、冷凝器、气水分离、蒸馏得到改性优化的乙烯焦油原料，将上述改性优化后，进入焦化塔进行焦化反应，得到优质针状焦。该生产工艺采用了加氢处理和与加氢料共碳化的手段。该方法同样涉及乙烯焦油作为针状焦原料，但乙烯焦油一般不是优质针状焦原料，需要经过处理，处理过程同样涉及加氢过程。

7、现有拓展针状焦原料的方案中另一类为引入催化裂化油浆外的其他油品，例如乙烯焦油、减压渣油等。这些措施虽然可以增加针状焦的产量，但相对催化裂化油浆并不是优质的针状焦原料、对针状焦产品质量影响较大。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明要解决的技术问题是提供一种利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，该方法实现了对优质或非优质针状焦原料进行馏分切割，取出富含三、四环芳烃的馏分作为优质针状焦的补充原料，增加针状焦原料来源同时提高针状焦的质量，工艺上简单易行，成本低。克服了现有拓展针状焦原料方法工艺复杂，处理成本高的不足。

2、本发明所采取的技术方案是：一种利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，该方法步骤如下：

3、步骤一：将某种催化裂化油浆样品或其它可作为针状焦原料的油品样品送入实沸点实验装置中，进行实沸点切割实验，得到350℃至500℃之间各个馏分段的样品，实沸点切割馏分段的温度划分方法可为任意宽窄划温度范围；

4、步骤二：将步骤一所得各馏分段样品进行分析，取得各馏分段中有机化合物族组成数据，确定优质馏分段温度范围，优质馏分段相对其他馏分段含有三、四环芳烃最多；

5、步骤三：将步骤一所述油浆送入分馏塔中，进行分馏操作，取得步骤二确定的优质馏分段温度范围内的切割馏分；

6、步骤四：将步骤三切割出的油浆切割馏分与焦化装置原有原料进行混合，得到改良后切割馏分优化原料，进入焦化塔进行焦化反应，得到针状焦。

7、进一步地，所述步骤一中实沸点切割馏分段按温度划分如下：切割为350-400℃，400-420℃，420-440℃，440-460℃，460-480℃，大于480℃的馏分段。

8、进一步地，所述步骤二中各馏分段样品采用色谱-质谱联用法进行分析，取得各馏分段中有机化合物族组成数据。

9、进一步地，所述步骤二中各馏分段样品采用四组分法进行分析，取得各馏分段中有机化合物族组成数据。

10、进一步地，所述步骤二中族组成数据包括烷烃含量、芳烃含量、沥青质和胶质含量，芳烃含量包含单环、双环、三环、四环及多环芳烃含量。

11、进一步地，所述步骤二中优质馏分段含有三、四环芳烃含量大于35％、且沥青质含量和胶质含量分别低于1％。

12、进一步地，所述步骤四中焦化反应的工艺设定为：采用延迟焦化，焦化塔入口温度450～500℃，进料速度100～200kg/h，塔内控制压力1～2.0mpa，焦化温度控制至450℃～490℃，焦化时间24～48小时，进行焦化反应，生成的针状焦沉积在焦化塔内。

13、进一步地，所述步骤四中焦化反应中焦化塔顶部出口的油气产物经分馏塔分离得到含气体、油分、芳烃、重质馏分的混合物，循环送入焦化塔中，作为循环油料。

14、本发明的有益效果是：本发明实现了对优质或非优质针状焦原料进行馏分切割，取出富含三、四环芳烃的馏分作为优质针状焦的补充原料，增加针状焦原料来源同时提高针状焦的质量，工艺上简单易行，成本低。

技术特征：

1.一种利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：该方法步骤如下：

2.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤一中实沸点切割馏分段按温度划分如下：切割为350-400℃，400-420℃，420-440℃，440-460℃，460-480℃，大于480℃的馏分段。

3.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤二中各馏分段样品采用色谱-质谱联用法进行分析，取得各馏分段中有机化合物族组成数据。

4.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤二中各馏分段样品采用四组分法进行分析，取得各馏分段中有机化合物族组成数据。

5.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤二中族组成数据包括烷烃含量、芳烃含量、沥青质和胶质含量，芳烃含量包含单环、双环、三环、四环及多环芳烃含量。

6.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤二中优质馏分段含有三、四环芳烃含量大于35％、且沥青质含量和胶质含量分别低于1％。

7.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤四中焦化反应的工艺设定为：采用延迟焦化，焦化塔入口温度450～500℃，进料速度100～200kg/h，塔内控制压力1～2.0mpa，焦化温度控制至450℃～490℃，焦化时间24～48小时，进行焦化反应，生成的针状焦沉积在焦化塔内。

8.按照权利要求1所述的利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法，其特征在于：所述步骤四中焦化反应中焦化塔顶部出口的油气产物经分馏塔分离得到含气体、油分、芳烃、重质馏分的混合物，循环送入焦化塔中，作为循环油料。

技术总结本发明涉及针状焦生产技术领域，特别涉及一种利用切割馏分优化原料生产针状焦的方法。该方法步骤如下：步骤一：将油品样品送入实沸点实验装置中，进行实沸点切割实验，得到各个馏分段的样品；步骤二：确定优质馏分段温度范围；步骤三：将步骤一所述油浆送入分馏塔中，进行分馏操作，取得步骤二确定的优质馏分段温度范围内的切割馏分；步骤四：将步骤三切割出的油浆切割馏分与焦化装置原有原料进行混合，得到改良后切割馏分优化原料。本发明实现了对优质或非优质针状焦原料进行馏分切割，取出富含三、四环芳烃的馏分作为优质针状焦的补充原料，增加针状焦原料来源同时提高针状焦的质量，工艺上简单易行，成本低。技术研发人员：刘川,刘延鹰,牛玉龙,刘杨,郭少廷,魏科明,王晓斌,苗勇,张志强受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30