石油焦文章

石油焦文章1、石油焦的结构石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。

主要元素为碳，灰分含量很低，一般在0.5％以下；其外观为黑色或暗灰色的蜂窝状结构，焦块内气孔多呈椭圆形，且互相贯通。

石油焦属于易石墨化炭一类，石油焦的微晶与冶金焦比较，碳网格片状体之间的叠合比较整齐，片状体之间距离较小；在石墨化的高温下，碳网格片状体的晶粒平均厚度(L c)和平均宽度(L a)增大，片状体层面间距(d)缩小；(图1)晶格常数(a0和c0)接近天然石墨，电阻率显著降低而真密度相应提高。

所以使用石油焦为原料可以制造电阻率较低的石墨电极。

2、石油焦的性质石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）这些指针决定焦炭的化学性质。

物理性质中孔隙度及密度，决定焦炭的反应能力和热物理性质。

机械性质有硬度、耐磨性、强度及其它机械特性，颗粒组成及其它加工和运输、堆放、贮存等性质影响的情形3、石油焦分类3.1按加工方法可分为生焦和熟焦。

石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。

从石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦(green cokes)，含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份，生焦就可当做燃料级的石油焦，如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极，则需再经高温锻烧，使其完成碳化，降低挥发份至最少程度。

后者是生焦经煅烧（1300℃）处理得到,又称煅烧焦。

3.2按硫含量的高低焦炭的硫含量主要取决于原料油的含硫量。

硫含量增高，焦炭质量降低，其用途亦随之而改变。

根据硫含量的不同，可分为高硫焦（硫含量3％以上）和低硫焦（硫含量3％以下）。

低硫焦可作为供铝厂使用的阳极煳和预焙阳极以及供钢铁厂使用的石墨电极。

其中高品质的低硫焦（硫含量小于0.5％）可用于生产石墨电极和增炭剂。

一般品质的低硫焦（硫含量小于1.5％）常用于生产预焙阳极。

而低品质（低硫）石油焦主要用于冶炼工业硅和生产阳极煳。

高硫焦则一般用作水泥厂和发电厂的燃料。

3.3按显微结构形态的不同可分为海绵焦和针状焦。

前者多孔如海绵状，又称普通焦。

后者致密如纤维状，又称优质焦；在性质上与海绵焦有显著的差别，具有高密度、高纯度、高强度、低硫量、低烧蚀量、低热膨胀系数及良好的抗热震性能等特点；在导热、导电、导磁和光学上都有明显的各向异性；孔大而少，略呈椭圆形，破裂面有清晰的纹理结构，触摸有润滑感。

针状焦主要是以芳烃含量高、非烃杂质含量较少的渣油制得。

3.4按照不同的形态可分为针状焦、弹丸焦或球状焦、海绵焦、粉焦四种。

(1)针状焦:具有明显的针状结构和纤维纹理,主要作用炼钢中的高功率和超高功率石墨电极。

(2)海绵焦:含硫高,含水率高,表面粗糙,价格高。

(3)弹丸焦或球状焦:形状呈圆球形,直径0.6~30mm,因表面光滑所以含水率较低.一般是由高硫高沥青质渣油生产,只能用于发电,水泥等工业燃料。

(4)粉焦:径流态化焦化工艺生产,其颗粒在(直径0.1~0.4mm)挥发份高热膨胀系数高,不能直接用于电极制备和碳素行业。

4、石油焦的加工工艺石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料,以高流速经由进程500℃±1℃加热炉的炉管,使裂解和缩合反映在焦炭塔内进行,再经生焦到必定时光冷焦、除焦出产出石油焦。

石油焦的产量约为原料油的25-30%。

其低位发热量约为煤的1.5-2倍，灰分含量不大于0.5%，挥发分约为11%左右，品质接近于无烟煤。

从外观上看，焦碳为外形不规则，大小不一，有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成含碳90－97%，含氢1.5－8%，还含有氮、氯、硫及重金属化合物。

石油焦因其价格低廉且含炭量高，已成为国内外活性炭行业研究及开发应用的新热点。

石油焦与煅烧焦及石墨电极的价格每吨相差数百元甚至上千元。

因此，国内许多企业都在进行石油焦增值加工的工作。

4.1 生产煅后石油焦在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊(融熔电极)时，为使石油焦(生焦)适应要求，必须对生焦进行煅烧。

煅烧温度一般在1300℃左右，目的是将石油焦挥发分尽量除掉。

这样可减少石油焦再制品的氢含量，使油焦的石墨化程度提高，从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能，并改善了石墨电极的电导率。

煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，其中应用最广泛的是石墨电极。

生焦不经锻烧可直接用于碳化钙作电石主料，生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。

也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖，也可作铸造工艺用致密焦等。

煅烧石油焦在国内的销售市场比较看好，它的最大用户是炼铝工业。

锻烧石油焦在国外市场销售的前景也很乐观，主要出口美国、日本、新加坡和俄罗斯等地。

普通石油焦与煅后焦的价格每吨相差数百元，煅烧石油焦将是炼油厂提高焦化装置经济效益的一项重要举措，石油焦的后加工可以使石油焦得到极大增值。

4.2生产石墨电极煅后焦与石墨电极的差价约1000-2000元。

石油焦煅烧属于原料的初级加工，且是生产石墨电极的必备工艺过程。

因此，可以首先采取对石油焦进行煅烧来提高石油焦的销售价格，再用煅后焦生产石墨电极来增大石油焦附加值来增效创收。

吉林炭素股份有限公司先后从美国、日本引进石墨电极及接头，从法国引进高压浸渍、二次培烧设备及部分石墨化工艺，应用从日本进口的针状焦生产出了具有国际水平的超高功率石墨电极，填补了国内空白。

低硫煅后焦主要用来生产普通石墨电极，高硫石油焦会导致石墨电极龟裂，不适宜做石墨电极。

4.3生产活性炭石油焦活性炭与其他类型的活性炭相比，成本较低，可生产多种性能良好的高、中、低档活性炭。

活性炭是一种具有特殊微晶结构的非极性炭吸附剂，其微细孔发达、比表面积巨大、吸附能力强、化学性质稳定，能耐酸、耐碱、耐高温，可在气、液相中使用，现已广泛地应用于脱色、脱臭、气体净化、废水处理、溶剂回收、分离纯化及催化剂载体等领域。

制备活性炭的原料很多，已用于工业生产的主要是木质、果壳、煤质和其他含炭原料。

国内有多家单位不同程度地进行了利用石油焦生产活性炭技术的研究开发，并取得相当大的成绩。

石油焦固定炭含量高，一般在85％以上，而较好的优质无烟煤炭含量约80％。

通常生产1t活性炭需用石油焦1.5～3t，而用优质煤作原料需4t，用木材则达12 ～15t，因此石油焦制造活性炭收率高、成本低、经济效益可观，更重要的是保护绿色植被，有利于环保事业。

石油焦的灰分、挥发分比煤低得多，因此生产的活性炭灰分、挥发分含量低，由于这两个指标是直接影响活性炭档次、价格的主要因素，而石油焦中含有的少量硫化物，可在生产过程中自然除去，故在技术上生产比表面积在800～1000m2/g的中档炭及比表面积＞1000m2/g高档炭的可能性较大，产品可以与木质炭相媲美。

现在我国石油焦生产活性炭技术在南京大学、山西煤炭研究所、南京林科所等单位得到开发，并取得一定的成绩，但至今也仅仅停留在实验室阶段。

目前只有美国和日本拥有石油焦制活性炭的工业化技术。

采用新型催化剂制备石油焦质活性炭，无腐蚀、无污染，最大限度地减少活化剂的用量，降低了生产成本，效益极为可观。

4.4制作手机、手提电脑专用电池的电极用低硫石油焦做电极生产的手机、手提电脑专用电池，由于经久耐用，使用寿命长而得到业界的一致认可。

用石油焦做电极附加值很大。

目前杉杉集团已涉足这一领域,且取得了较好的经济效益。

4.5用作CFB锅炉和水泥工业燃料对于加工高硫原料的延迟焦化工艺，为使产品综合利用，提高装置综合效益，延迟焦化工艺需要向下游加工进一步扩展，先后开发了以高硫石油焦为CFB锅炉和水泥工业燃料的技术。

镇海炼油化工股份公司在引进国外CFB锅炉技术的基础上，建成了我国第一套延迟焦化—CFB锅炉组合工艺装置，利用高硫焦作原料实现了汽电联产，该锅炉成为国内首家高硫石油焦的CFB锅炉。

锅炉生产的10.0MPa 蒸汽供两台25MW双轴式汽轮发电机组发电，全年广泛增效8800×104RMB ￥，发电增效6100×104RMB￥。

另外，广州石油化工总厂开发了以高硫石油焦作水泥工业燃料的应用技术。

在多家水泥厂进行的应用结果表明，85%的硫转化为SO3，并被吸收，SO2的排放显著减少，具有一定的社会效益和经济效益。

各种石油焦制品的大制成分品种固定碳硫灰分挥发分水分生石油焦85～89 1～6 0.2～0.5 10～14 8～10 煅烧石油焦98.5 0.02～3.5 0.2～0.5 0.3～0.5 ≤0.5 合成炭制品99 0.01～0.03 0.1～0.5 —≤0.5低硫合成炭制品99.9 0.01～0.03 0.01～0.03 —≤0.25、石油焦的用途近代炭素产品的应用，已经深入到国际、航天、医药以及某些民用工业中。

石油焦作为炭素的原料可以用于不同工业，用于电厂和水泥厂作燃料的石油焦，需要高的热值及良好的研磨性；用于铝厂、钢铁厂或碳素厂作原料的石油焦，无论是作为阳极糊和人造石墨电极的原料还是作为生产碳化物的原料均需要控制其含硫量和挥发分，对于制作电极原料的石油焦，还应对金属含量加以控制。

低硫、优质的熟焦例如针状焦，主要用于制造超高功率石墨电极和某些特种炭素制品；在炼钢工业中针状焦是发展电炉炼钢新技术的重要材料。

中硫、普通的熟焦，大量用于炼铝。

高硫、普通的生焦，则用于化工生产，如制造电石、碳化硅等，也有作为金属铸造等用的燃料。

中国生产的石油焦,大部分属于低硫焦,主要用于炼铝和制造石墨。

石墨电极石油焦中的极品——针状焦是具有特殊用途的石油焦产品。

用它制成的石墨制品，具有高结晶度、高纯度、高密度、高导电率、低模量、低热膨胀系数及低烧蚀性等一系列优点，广泛应用在冶金工业制取低电阻电极、原子反应堆的减速剂和宇宙空间飞行设备中的高级石墨制品的制造等。

国内主要用石油针状焦制成高功率和超高功率电极，在电炉炼钢中可提高冶炼效率和钢产量，降低电耗和原材料消耗。

具体来讲，一级品和合格品中的1A和1B石油焦适用于炼钢工业制作普通功率石墨电极，也可用于制作铝用碳素，手机、手提电脑专用锂离子电池的负极等；合格品2A、2B石油焦适用于炼铝工业中制作炼铝电解槽(炉)所用的电极糊和生产电极等铝用碳素，炼钢用电极等；合格品3A、3B石油焦适用于生产碳化硅(研磨材料)、碳化钙(电石)，以及其它碳素制品，亦用于制造炼铝电解槽的阳极底块及用于高炉碳素衬砖或炉底构筑，但目前主要用作燃料。

石油焦的硫含量影响到焦的使用和用焦制成炭素制品的质量。

特别在制造石墨电极中硫含量是一项较为重要的指标，硫含量过高会直接影响到石墨电极的质量，也会影响到炼钢的质量。

在500℃以上的高温下，石墨电极内的硫会被分解出来，过多的硫使电极晶体膨胀，致使电极收缩并产生裂纹，严重的可使电极报废。