关于沥青针状焦的生产

山西大土河焦化有限责任公司化工厂

关于沥青针状焦的

生产工艺及市场调查报告 2010年3月1日

一、煤系针状焦的用途及生产工艺

何为煤系针状焦及针状焦的特性和用途

1）精制的煤沥青，经过延迟焦化和煅烧而制得的层状结构明显的各向异性焦炭，外观具有金属光泽，导电和导热性能好，粉碎后呈细小的针状颗粒，因而得名针状焦，针状焦主要用于制造超高功率石墨电极和特种碳素制品。

针状焦是20世纪70年代碳素材料中大力发展的一个优质碳种，主要用于生产电炉炼钢用高功率、超高功率石墨电极，石墨电极分普通电极、高功率电极和超高功率电极，在原子反应堆中用作高能中子减速材料，也用于火箭技术中。根据原料各线的不同，针状焦的生产分油系和煤系两种。目前国际上的油系针状焦只有美、英、日等少数国家掌握着生产技术，煤系针状焦只有日本一家能生产。而全世界大体上年生产针状焦120万吨左右，全部为上述几个国家所垄断，我国年需要大体40万吨左右，长期以来一直依赖进口，严重地影响了我国碳素工业的发展。对此,我国从“六五”期间起将针状焦列为国家重点科技攻关项目，80多年来，先后建成了几套针状焦装臵，但均属工业性试验的性质。

2）随着超高功率电炉钢生产的发生，必然促进超高功率电极的生产，而针状焦就是制造超高功率电极的骨料。针状焦具有各向异性，热膨胀系数小，比电阻小，含杂质少等优点，因此由针状焦制造的超高功率电极，必然具有电阻率小，热膨胀系数小，而热冲击性强，机械强度高，抗氧化性能好、消耗低等优点。与普通电极炼钢相比，冶炼时间可缩短到三分之一，吨钢电耗可减少一半，生产能力可增加1.3倍。

二、煤系针状焦的生产工艺

针状焦的生产工艺包括原料预处理、延迟焦化和煅烧工序。

1）原料预处理：原料预处理的目的是除去原料中的一次喹啉等杂质，调制相对分子质量分布适宜，制取适合于生产针状焦的精制沥青。

预处理的方法有加氢法、热聚合法和溶剂法等。加氢法对去除杂原子和调制适宜时的相对分子质量分布比较有效。热聚合法适用于焦油或沥青闪蒸油为原料，采用热聚合调制相对分子质量分布，溶剂法对去除沥青中的喹啉不溶物等杂质很有效。

2）延迟焦化：针状焦原料的延迟焦化工艺流程和设备与软沥青延迟焦化基本相同，只有在焦化条件和操作上采取某些必要的措施，如控制进料的升温速度，注汽量和调整循环比，使油料在焦化塔内维持一个相对稳定的状态，充分利用中间物质的塑性流动和分子排列的有序性，同时使气相物产生剪切力，创造调“汽流拉焦”的条件，最终形成流线状结构的针状焦。

3）煅烧：通常采用回转窑进行煅烧，其煅烧温度比普通沥青焦高100—150℃，约为1450℃。经过煅烧后的针状焦，可以改善炭结构，提高焦炭真密度和降低挥发份，煅烧后的针状焦质量指标如下：热膨胀系数（100—600℃）≤1.15×10-6/℃

电阻率≤600

真密度≥2.13g/cm3

硫≤0.4%

长宽比(k) ≥1.65

挥发份≤0.5%

氮≤0.7%

灰分 0.07%

氢 0.07%

三、针状焦的特点:

1、纯度高,主要有碳元素组成,含有少量的氧、硫、氮和某些金属元素、高硫、氮含量的焦碳会导致石墨化时发生“气胀”,高灰分会阻碍形成晶体的结构和影响石墨制品的纯度.

2、密度大,气孔率低,结晶度高,在液相炭化阶段形成的中间相小球、球体大、融并好、则各向异性高,结晶度好。

3、热膨胀系数(CTE)小,抗热震性好,CTE小表示制品随温度的变化体积变化小,同样在承受突然升至高温或从高温急剧冷却的热冲击时的抗震性好,针状焦质量分级标准主要根据CTE进行划分。

4、石墨化程度高,有良好的导电性和导热性。

四、煤系针状焦的市场调查及我公司生产针状焦的优势和有利条件：

1、沥青针状焦投资情况,3--5万吨生产线约投资2--3亿,建厂时长约一年半,总占地面积70亩左右。

2、国内有关针状焦项目搞调研和计划建厂的有内蒙,云南,曲靖.目前国内石油系针状焦运行厂家辽宁锦州石化,原设计了3万吨,实际生产1.5万吨.

3、煤焦油系针状焦运行较好的是宏特.原设计5万吨生产线,实际生产年4万吨.

4、目前煤系针状焦的国内市场价是每吨9000元，国际市场价是每吨12000—15000元。

我公司生产针状焦的优势和有利条件:

一、以宏特对照,煤气,电,原料购买.而我公司的产业链能充分保障.对此优势非常强.

基础好,而针状焦在生产过程中产生的不凝气可以作为燃料气,为15万吨焦油加工提供部分燃气,节省的煤气可为甲醇提供.

三、根据目前的生产情况来看，我公司比较适合上一套5万吨的针状焦装臵。

妥否，请公司领导参阅！

化工厂

2010 年 3月1日