关于沥青针状焦的生产
油系针状焦生产工艺流程
油系针状焦生产工艺流程油系针状焦是一种用于冶金工业的重要原料，其生产过程涉及到多个工艺环节。
下面将详细介绍油系针状焦的生产工艺流程。
一、原料选择油系针状焦的主要原料是油炭，常用的原料包括重油、煤沥青等。
这些原料含有丰富的碳元素，适合用于生产针状焦。
二、破碎与磨碎将原料进行破碎与磨碎处理，以增大原料的表面积，有利于后续工艺的进行。
破碎与磨碎可以采用破碎机、磨碎机等设备进行。
三、成型破碎与磨碎后的原料需要进行成型处理，将其压缩成一定形状的颗粒。
常见的成型方式有压力成型和挤压成型两种。
压力成型一般采用压力机进行，挤压成型则需要使用挤压机。
四、炭化成型后的原料需要进行炭化处理，使其转变为针状焦。
炭化过程是将原料加热到一定温度，使其发生热解反应，生成焦炭。
炭化温度一般控制在1000℃以上。
五、离心除渣炭化后的针状焦中会含有一定的杂质，需要进行离心除渣处理。
离心除渣是利用离心力将焦炭与杂质分离，提高焦炭的纯度。
除渣处理可以使用离心机进行。
六、筛分与分级离心除渣后的焦炭需要进行筛分与分级处理，以控制焦炭的颗粒大小和分布。
筛分可以采用筛分机进行，分级则根据焦炭的颗粒大小进行分组。
七、烘干筛分与分级后的焦炭需要进行烘干处理，去除焦炭中的水分。
烘干一般采用烘干机进行，将焦炭加热至一定温度，使其内部的水分蒸发。
八、包装与储存烘干后的焦炭需要进行包装与储存，以便后续运输和使用。
常见的包装方式有编织袋包装和散装储存两种。
九、质量检测生产过程中需要对针状焦进行质量检测，以确保其符合相关标准要求。
常见的质量指标包括焦炭含碳量、水分含量、灰分含量等。
以上就是油系针状焦的生产工艺流程。
通过选择原料、破碎与磨碎、成型、炭化、离心除渣、筛分与分级、烘干、包装与储存等工艺环节，可以生产出高质量的油系针状焦产品。
这些产品在冶金工业中具有重要的应用价值，广泛用于铸造、冶炼等领域。
针状焦生产溶剂分离法的原理和机理
针状焦生产溶剂分离法的原理和机理针状焦是制造炼钢、炼铝、火箭、飞船等工业用大型电极材料的主要原料，可以用煤沥青为原料制备。
中温煤沥青中含有大量哇琳不溶物（QI），需要首先将其彻底脱除，然后在适当条件下，合成针状焦。
本文主要对针状焦生产溶剂分离法的原理和机理进行介绍，仅供相关工作者参考和借鉴。
标签：针状焦；溶剂分离法；哇琳不溶物；原理；机理在沥青热转化的过程中，组分对中间相的形成影响很大，这些高分子树脂由于分子量大，不能形成广域的中间相。
并且这些惰性物不能通过塑性区而聚集在球晶边缘，不利于球晶成长为合体，有碍各向异性流体结构的形成，因此需要将其彻底脱除。
基于此，研究针状焦生产溶剂分离法的原理和机理具有重要意义。
1 针状焦的用途针状焦是碳素材料中大力发展的一个优质碳种，根据生产原料的不同，针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦两种，两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。
针状焦外观具有明显的针状结构和纤维纹理，是生产超高功率电极、特种碳素材料、碳纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料，具有热膨胀系数低和石墨化性能好的特点，广泛用于国防和冶金工业。
在冶金工业中，用于生产电炉炼钢用高功率、超高功率石墨电极，可提高冶炼效率和钢产量，降低电耗和原材料消耗；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。
2 针状焦的成焦机理中间相成焦机理是针状焦生产的理论基础。
在中间相液晶体系的液相阶段被发现以后，相关研究认为：在较高的温度下，原料液相体系中的分子发生热分解和热缩聚反应，形成具有圆盘形状的多环缩合芳烃平面分子，这些平面稠环芳香分子在热运动和外界搅拌的作用下取向成液晶态，为达到体系的最低能量状态，这些液晶在表面张力的作用下形成中间相小球体。
中间相小球体吸收母液中的分子后不断长大，直到最后球体的形状不能维持，形成非球中间相广域流线型、纤维状或镶嵌型中间相。
从物相角度来看，中间相球体的生成过程是物系内各向同性液相逐渐变成各向异性小球体的过程；从化学角度来看，它是液相反应物系内不断进行着的热分解和热缩聚反应达到一定程度的产物。
煤制沥青以及沥青制备针状焦技术现状
煤制沥青以及沥青制备针状焦技术现状对煤制沥青以及沥青制备针状焦这两个技术领域进行检索，对检索结果进行分析、总结如下：煤制沥青工艺主要集中在煤焦油精馏制备沥青和煤粉制备沥青两个方面：1．煤焦油精馏制备沥青煤焦油精馏制备沥青，是将焦油蒸馏后，残留在蒸馏釜内的物质就是沥青。
如专利CN101323788A中公开的主要工艺流程为：将煤焦油加热到350-360℃后经常压精馏、减压精馏、一级超离、二级超离后分别指的净化沥青、浸渍沥青、改质沥青、高软化点沥青和燃料油。
专利CN 1563278A公开了一种间歇单釜式中文及改质沥青生产工艺，方法是：煤焦油原料脱水处理至含水量≤5%，在真空度0.04-0.075Pa的负压下加温，炉膛温度为800-900℃，此时切出三混油及蒽油后，将残留物冷却处理，得到了中温沥青产品；继续加温改质，就会使中文沥青改质得到改制沥青，经冷却处理，即为改制沥青产品。
还有其它涉及煤焦油精馏制备沥青的专利文献，如CN 101139527A、CN 101775303、CN 1536054A。
2．煤粉制备沥青工艺煤粉制备沥青工艺则又包含两种主要工艺路线：第一种工艺路线为：煤炭粉碎→与液体容积在一定的温度、压力下混合，进行萃取抽提→对抽提后得到的液体进行过滤、溶剂回收等→得到煤沥青。
这种工艺的原理是使用有机溶剂对煤种的沥青类物质进行提取，如专利文献CN1536054A公开了一种煤用液体溶剂连续浸出制取煤沥青类物质的方法，包括如下步骤：（1）煤炭粉碎；（2）煤粉连续进入连续式浸出装置中与连续进入的液体溶剂混合抽提，浸出温度为200-380，浸出压力位2-6MPa；（3）抽屉后的浸出液连续精细过滤、蒸发、溶剂回收、制取煤沥青。
其它相近的还有专利文献CN101624529A、CN 101580729A等。
第二种工艺路线为：煤炭粉碎→加氢热处理→去除剩余煤渣、溶剂。
如专利CN 101294089A中公开的制备煤沥青的方法，为：将原煤进行粉碎，并筛分，选出粒度为0.5um-5mm的煤粉，将煤粉烘干，使煤粉中全水含量≤5%；然后将煤粉与溶剂加入反应釜中，并通入氢气，加热升温到300-450℃，保温0.5-5小时，其中，所述溶剂为洗油、蒽油、脱晶蒽油和渣油中的一种或者几种。
针状焦技术
针状焦生产简述针状焦是制造超高功率电弧炼钢电极的骨料，按其原料不同可分为油系和煤系两种，以石油加工产物的重质馏分如裂化渣油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油加工产物的重质馏分如煤沥青或煤沥青真空闪蒸油作原料生产的针状焦为煤系。
近年来，还有煤系原料和油系原料共炭化制取针状焦。
针状焦的生产主要包括原料预处理、延迟焦化和煅烧三大阶段。
1.原料预处理：目的是除去影响中间相形成的因素，调整沥青组分组成，降低喹啉不溶物（QI）含量，原料中QI 含量影响针状焦的膨胀系数，QI 含量高，则针状焦的膨胀系数增加，针状焦的石墨化程度降低。
除去QI 的方法主要有溶剂处理法和真空—加压缩聚法。
此外还有机械离心法。
日本的工业化生产及中国工业性试验调制针状焦原料大多采用溶剂处理法。
其生产流程是用石油馏分加煤焦油馏分作为溶剂，以适当的比例均匀加到煤沥青中，在静置分离槽中将溶相和残渣分离，残渣从底部排出，溶相送入蒸馏塔处理，塔顶回收溶剂，塔底放出精制沥青，即为延迟焦化的原料。
其操作影响因素主要有：（1）温度和搅拌时间。
（2）静置时间和溶剂比。
（3）混合溶剂的芳脂比例。
2.延迟焦化：煤系原料生产针状焦的延迟焦化装置，大致沿用石油工业延迟焦化设备，不过在设备材质上改用不锈钢，以免在生产过程中混入金属氧化物等物质。
其生产流程为精制沥青经管式炉加热到预定温度后送入焦化塔，在焦化塔内进行中间相热转化过程，最终生成针状焦，气相中间产物经分馏塔分离，得到焦化废气、焦化轻油、焦化重油。
焦化塔内生产的针状焦用高压水击碎，因此焦化塔是间歇操作，通常每隔24小时切换一次。
3.煅烧：煅烧阶段比较简单，和石油工业用的基本相同，都是回转窑。
延迟焦从焦化塔中被高压水切落入焦坑，然后用抓斗提到皮带输送机送往脱水仓。
再经筛分机、破碎机送往煅前仓，经由给料盘用皮带机进入回转窑，被煤气加热到1300~~1500℃，然后进入另一回转窑被水冷却到100℃左右，再用皮带机运送到产品贮槽。
针状焦生产与应用发展简述
针状焦生产与应用发展简述目前全球只有美国、英国和日本能生产石油系针状焦。
煤系针状焦只有日本能生产，且已形成油系、煤系生产针状焦共存局面。
目前全球针状焦产量约120万t左右，我国产量只有5万t，而每年针状焦需求量约30～40万t，80％～90%依赖进口。
电炉炼钢大型化需求及全球电炉炼钢产量增长速度加快，随着超高功率电极用量增加,针状焦需求量也必然增加。
目前国产针状焦价格波动在1.5～1.8万元/t,比去年上涨了40%。
加大投入开发研究生产针状焦及引进先进技术，扩大产量是发展方向。
炼铝企业电解铝使用的两种阳极，阳极糊已被淘汰，都使用预焙阳极，因此需要大量改质沥青约162万t，目前我国改质沥青产量约20～25万t，缺口较大。
引言针状焦生产采用延迟焦化生产工艺,针状焦延迟焦化法是美国标准油公司于1931年开发成功，最初用于从低品味的石油重油制取轻质油和石油焦。
20世纪60年代中期，美国鲁玛斯公司将这一技术用于以煤焦油软沥青为原料生产沥青焦。
1968年日本日铁化学工业公司八幡钢铁厂以煤焦油为原料，通过延迟焦化、煅烧装置生产年产6万t沥青焦成功投产。
延迟焦化塔为美国鲁玛斯式，煅烧窑为美国佩特罗卡布式。
1970年日本三菱化成工业公司用同样方法开发生产煤系针状焦，1979年实现了工业化规模生产，并把这种技术应用于生产碳素纤维，已于1982年投产。
碳素纤维是美国1959年由美国联合碳化物公司（UCC）首先实现工业化生产，之后日本成功开发了聚丙烯晴系碳素纤维和沥青系碳素纤维，碳素纤维用于高端技术产品中。
1985年中国上海宝钢采用日本技术建设了我国第一套沥青延迟焦化法装置，生产沥青焦。
目前全球石油系针状焦只有美国、英国、日本能生产。
煤系针状焦只有日本能生产，日本形成油系、煤系生产针状焦共存局面。
目前全球针状焦产量约120万t左右，我国产量只有5万t（锦州石化公司油系针状焦产量不足3万t，山西宏特煤系针状焦不足2万t）。
缩聚沥青的制备方法和针状焦的制备方法及针状焦[发明专利]
![缩聚沥青的制备方法和针状焦的制备方法及针状焦[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/054363b6804d2b160a4ec050.png)
专利名称：缩聚沥青的制备方法和针状焦的制备方法及针状焦专利类型：发明专利
发明人：常鸿雁,李克健,章序文,张元新,程时富
申请号：CN201310634261.4
申请日：20131129
公开号：CN103614153A
公开日：
20140305
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种缩聚沥青的制备方法和针状焦的制备方法及针状焦。
该缩聚沥青的制备方法包括：步骤S1，利用萃取溶剂萃取煤液化残渣中的沥青，得到精制沥青，其中，萃取溶剂选自120～300℃馏份段的煤液化油、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、喹啉、吡啶和蒽油组成的组中的一种或多种；步骤S2，使精制沥青发生缩聚反应形成缩聚沥青。
采用萃取的方式将精制沥青从煤液化残渣中分离出来，该过程可以采用目前常用的萃取工艺，可操作性强；得到的精制沥青主要有多环的缩合芳烃组成，具有芳香度高、碳含量高、容易聚合或交联的特点，适用于作为制备针状焦的缩聚沥青原料的前体；而且本申请找到了煤液化残渣的新的应用方向。
申请人：神华集团有限责任公司,中国神华煤制油化工有限公司,中国神华煤制油化工有限公司上海研究院
地址：100011 北京市东城区安定门西滨河路22号神华大厦
国籍：CN
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
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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。