石油焦介绍

石油焦介绍

石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料, 经延迟焦化装置在高温（500℃±1℃）下裂解生产轻质油品时的副产物。石油焦的产率约为原料油的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。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。其外观为黑色或暗灰色的蜂窝状结构，焦块内具多孔隙结构，气孔多呈椭圆形，且互相贯通，外形不规则，大小不一，有金属光泽，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。

1 石油焦分类

1.1按加工方法

可分为生焦和熟焦，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。

1.2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糊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糊。高硫焦则一般用作水泥厂和发电厂的燃料。

1.3按照不同的形态

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，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，破裂面有明显的针状结构和纤维纹理，触摸有润滑感。主要是以芳烃含量高、非烃杂质含量较少的渣油制得，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:经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。

2油焦的用途

主要用于制取炭素制品，如石墨电极、阳极弧，提供炼钢、有色金属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可做为燃料。球状焦（shot coke）焦形如弹丸，表面积少，不易焦化，故用途不多。

3 石油焦质量指标及要求

3.1 石油焦质量现状

国产石油焦挥发分的平均值与进口石油焦相当，但波动幅度较大。部分企业的挥发分太高，首先影响石油焦质量和使用，其次降低石油焦挥发分含量有助于提

高焦化液收和经济效益。挥发分实际上是大的碳氢分子滞留在石油焦中形成的，石油焦挥发分大于12%的企业应充分重视，通过采取升高焦化温度以及其它技术措施将石油焦的挥发分降下来。

石油焦的灰分主要由石油渣油中的金属氧化物及盐类在焦炭中浓缩形成的。由于国内原油的重金属含量普遍低于进口原油，所以国内石油焦灰分含量较低，平均值为0.18%远低于进口石油焦的平均灰分0.64%，最大只有0.36%。

国内石油焦的水分平均值为8.3%，远高于进口石油焦的水分。这完全可以通过石油焦储运技术和管理的改进将水分维持在8%以下，减少用户运输成本和运输过程渗水对环境的污染。

国内石油焦的抗磨指数平均值为81.3，大于进口石油焦，说明我国石油焦比较软，容易破碎。

国产与进口石油焦分析结果

国产进口

焦炭来源

最高最低平均最高最低平均

挥发分/w% 17.6 6.8 10.74 13.2 9.6 10.2

灰分/w% 0.36 0.06 0.18 1.04 0.16 0.64

水分/w% 15.3 0.2 8.3 10.5 0.6 3.4

哈氏可磨性120 40 81.3 107 35 67.2

热值/ g.cal-1 8724 8266 8453 8529 8089 8282

w(C)/μg.g-1 91.4 87.9 89.9 90.79 85.76 88.06

w(H)/μg.g-1 4.32 3.49 3.91 4.17 3.51 3.85

w(S)/μg.g-1 5.96 0.73 1.98 8.08 1.61 4.72

w(N)/μg.g-1 2.9 1.21 2.102 2.32 1.33 1.85

国产石油焦的热值普遍高于进口石油焦，这是因为国产石油焦碳氢含量之和为93.81%，高于进口石油焦，而杂原子含量较低。

硫是影响石油焦质量的最重要指标之一，由于石油焦中硫在石油焦使用过程中都会氧化转化为SOx，造成环境污染。国产石油焦硫含量平均值为1.98%远低于进口石油焦；但部分加工进口高硫原油的企业，石油焦硫含量最高达5.96%。进口石油焦硫含量普遍较高，最高达8%，在使用过程中必须注意硫对环境的污染问题。我国石油焦的氮含量普遍高于进口石油焦，但氮对石油焦的使用影响不大。

近年来，部分企业将催化油浆掺入焦化原料中，使催化剂粉末进入焦炭中，造成铝含量偏高。由于我国部分重质含酸原油含有一定量的钙，很难在脱盐过程中除去，最后累积在石油焦中，造成石油焦钙含量偏高。国内石油焦的钠含量也普遍高于进口石油焦，反映了国内在原油脱盐脱水方面有待改进。由于加工进口油以及高金属含量的劣质渣油越来越多，石油焦中镍和钒的含量越来越高，镍含量已接近进口石油焦水平，钒含量较低。