现有国内煤系针状焦和国外针状焦质量的比较
煤系针状焦生产实用实用工艺
针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。
其按原料不同分为油系和煤系两种。
以石油重油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。
两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。
美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。
由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展，致使油系针状焦原料减少。
加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定。
于是，70年代以来，日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。
1979年，日本煤系针状焦实现工业化生产,使油系和煤系针状焦市场共存。
国内针状焦技术开发工作启步较晚。
近年，随着国内电炉炼钢工业的发展和电极生产技术的进步，针状焦需求量逐年增加，针状焦生产技术也有了较大进展。
90年代中期煤系针状焦和石油系针状焦工业化装置先后建成并投入生产。
沿海化工煤系针状焦采用鞍山焦化耐火材料设计研究院专利技术。
装置始建于1992年4月，1994年6月完成装置建设转入试车及以原专利技术为基础的工业化技术研究。
历经生产试车、装置改造、技术改进等过程，1998年煤系针状焦工业化突破了工艺顺行关，实现了连续生产,产品用于制造高级石墨电极煤系针状焦生产工艺针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。
其按原料不同分为油系和煤系两种。
以石油重油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。
两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。
美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。
由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展，致使油系针状焦原料减少。
加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定。
于是，70年代以来，日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。
1979年，日本煤系针状焦实现工业化生产,使油系和煤系针状焦市场共存。
国内针状焦技术开发工作启步较晚。
近年，随着国内电炉炼钢工业的发展和电极生产技术的进步，针状焦需求量逐年增加，针状焦生产技术也有了较大进展。
针状焦制备研究进展
化工科技,2020,28(5) ：71 〜74SCIENCE & TECHNOLOGY IN CHEMICAL INDUSTRY综述专论针状焦制备研究进展**基金项目：陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2019JQ-905)；陕西省教育厅科研计划项目(19JSO71)；陕西省高校科协青年人才托举计划资助项目(20180608)；榆林市2019年科技计划产学研项目(2019-83-1)；榆林学院博 士科研启动基金项目(17GK12,17GK13)o作者简介：孟宇(1988-),男，陕西神木人，榆林学院讲师，博士，主要从事C 1催化转化及煤基功能材料制备开发研究。
收稿日期：2020-08-29孟 宇郭 卓1，，朱仕元1，，彭 娜12(.榆林学院化学与化工学院，陕西榆林719000；.陕西省低变质煤洁净利用重点实验室，陕西榆林719000)摘要：煤沥青作为煤焦油加工的主要产品，可用于加工煤系针状焦，且表现出多方面优势.煤系 针状焦的特征为强度高，低硫，热稳定性强.对针状焦的结构及性能、生产现状及应用、生产工艺等方面进行了综述讨论，分析得出了针状焦在生产过程中存在的问题，并对针状焦的发展趋势给出了建议.关键词：煤沥青;针状焦；制备技术中图分类号：TQ 524 文献标识码：A 文章编号：1008-0511(2020)05-0071-04中国焦化行业每年产生大量的副产物煤焦 油，其在蒸馏过程中主要馏分为煤沥青。
煤沥青 是生产煤系针状焦的优质原料，其组分包括碳氢化合物和碳环、杂环化合物。
针状焦是20世纪70年代发现的优质碳素材料品种，具有低金属含量、低空隙度、低热膨胀系数、易石墨化的特点，且 表现出很强的导电性，因而在制备高功率石墨电 极方面表现出很高的应用价值［14］。
1针状焦结构及性能针状焦属于一种常用的易石墨化炭，在进行其结构研究时一般用到Franklin 模型［5］,由微观 结构分析可知，其主要组成单元为层状缩合芳烃,以及相应的微晶单元。
煤系针状焦的生产
煤系针状焦的生产兖矿科蓝煤焦化有限公司于灵陈来福摘要本文主要介绍了一化工公司以煤软沥青、煤油及焦化油为原料试生产煤系针状焦的生产工艺，此次试生产为国内煤系针状焦工业化生产提供了丰富的基础知识及宝贵的试生产经验。
同时探讨了国内煤系针状焦的质量情况，并预测针状焦生产技术在我国将有较快发展，且发展前景比较美好。
关键词针状焦生产工艺质量状况发展前景针状焦是制造高级石墨电极的主要原料，是国家短缺产品。
根据原料路线的不同，针状焦的生产分为石油系和煤系两种，目前国际上针状焦生产技术主要被美国、英国、日本、德国等少数国家垄断。
全世界年产针状焦100万t左右，全部为上述几个国家所垄断，我国每年需要15~20万t，长期依赖进口。
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，20多年来，先后建成了几套针状焦装置，但均属工业性试验的性质。
其中山东民生煤化公司项目办（兖矿科蓝煤焦化有限公司的前身）就是国家针状焦项目试点之一。
民生煤化项目办煤系针状焦装置始建于1989年4月，历经小试验、中试试验、生产试车、装置改造等过程，为煤系针状焦工业化生产提供了丰富的基础知识及宝贵的试生产经验。
1科蓝公司试生产针状焦概况科蓝公司成立前，针状焦工程只建成了第一个工段：原料预处理工段，试产浸渍剂沥青。
公司成立后，立即对后二个工段进行招标，进入工程安装阶段，并进行试生产。
兖矿科蓝煤焦化有限公司曾研究并试生产煤系针状焦的制备方法，以配制的煤软沥青、煤油、洗油为原料，原料经预处理采用沉降分离的方法去除原料的喹啉不溶物后，制得精制沥青，再经500℃-510℃在焦化塔内蒸馏制得延迟焦。
延迟焦进一步通过脱水筛分后进入回转窑，再经炭化制成煤系针状焦。
具体生产工艺简介如下：兖矿科蓝煤焦化有限公司针状焦制造工艺包括原料预处理、延迟焦化、煅烧三个工序。
选定的原料是煤软沥青、煤油（或腊油）及洗油。
1.1原料预处理工艺原料预处理方法采用溶剂发，将煤油（或腊油）与洗油按重量比1：1混合配制成溶剂，此溶剂与软沥青按接近1：1的比例混合后在静置沉降槽中分成重相和轻相；轻相通过管式炉加热。
国产针状焦技术瓶颈及突破
燃料与化工Fuel&Chemical ProcessesMay.2021 Vol.52No.36国产针状焦技术瓶颈及突破蔡闯1代玉亭1王兵1贾洪峥1陈莹圆(1.鞍山开炭热能新材料有限公司，鞍山114044；2.鞍钢股份有限公司，鞍山114021)摘要：由于国产针状焦研发及生产历史较短,在产品质量及稳定性方面与进口针状焦还有一定差异。
通过对比生产工艺、产品理化指标等方面,深入剖析并总结了国产针状焦的技术瓶颈、突破方向以及对未来发展的展望。
关键词：针状焦；技术瓶颈；技术突破；未来发展中图分类号：TQ522.63文献标识码：A文章编号：1001-3709(2021)03-0006-03 Bottleneck and breakthrough of domestic needle coke technologyCai Chuang1Dai Yuting1Wang Bing1Jia Hongzheng1Chen Ying2(1.Anshan Kaitan-Reneng New Carbon Materials Co.,Ltl.,Anshan114044,China；2.Ansteel Company Limited,Anshan114021,China)Abstract:Due to short R&D and production history of domestic needle coke,there are some differences between domestic and imported needle coke in product quality and stability.This paper analyzes and summarizes technical bottleneck,breakthrough measures and future development prospect of domestic needle coke by comparing processes as well as physical and chemical properties. Key words:Needle coke；Technical bottleneck；Breakthrough in technology；Future development针状焦具有结晶度高,热膨胀系数小，取向性好，导电、导热性能好等优点,被广泛应用于传统行业电炉炼钢的超高功率石墨电极、特种炭素制品等领域。
针状焦生产的运用分析
针状焦生产的运用分析摘要：分析针状焦成焦机理和产品特点，结合生产情况，提出生产针状焦所需的原料来源及生产方案。
关键词：针装焦生产1前言重油深度加工是合理利用石油资源的重要途径。
为了适应轻质燃料油的需求增长和原油的重质化，提高原料的掺渣比，某些催化裂化(FCC)装置直接加工常压渣油，还有一些FCC装置开始掺炼减压渣油。
原料变重使装置结焦和结垢，不能正常运行，而外甩油浆是解决这一矛盾、维持装置热平衡的办法，从而被许多炼油厂采用。
随着原料不断重质化，油浆的产量也将进一步增加。
目前，国内的催化油浆一般作为廉价的重质燃料油出厂。
近年来，对催化裂化油浆性质及其合理利用技术进行了大量研究。
这些研究主要涉及将催化油浆与炼油工艺组合以合理利用催化裂化油浆，或是根据催化裂化油浆的组成上的特征进行生产化工产品的利用技术研究，以取得催化油浆高附加值的产品，确定油浆深加工方案。
由于油浆中含有30％～50％的饱和烃，这部分饱和烃又是优质的催化裂化原料；同时油浆中的芳烃达50％以上，芳烃是一种极有价值的化工产品，能够进一步深加工生产附加值较高的产品，产品用途广泛，市场前景广阔。
因此催化油浆作为廉价的重质燃料油烧掉是非常可惜的，对其开发利用，将会给炼油企业带来良好的经济效益。
我厂也存在类似的问题。
我厂二套催化裂化能力为200万吨／年，外甩油浆共为10～15万吨／年，一般作为廉价的2#燃料油外卖(目前的价钱约3000元/吨)，且催化油浆中含有约1％的催化剂粉末，这些粉末是不能燃烧的硅酸盐，它几乎全部粘附在炉膛中、管壁上，造成传热效果变差。
随我厂明年800万吨/年炼油扩改项目的实施，届时二套焦化装置合计处理能力可达220万吨/年，最大可达260万吨/年，相应在一段较长时间的过渡阶段会出现焦化加工能力过剩的情况，而我厂催化分馏塔底油浆和焦化装置重蜡油的出路问题一直以来就有争议。
通过分析与测算，将催化油浆掺入减底渣油做为焦化原料进行普通石油焦生产从经济效益上来说是不划算的【1】，因此针状焦的生产也是我厂在随后的生产中一个较好的选择。
煤系针状焦国内外生产现状及工艺技术
中钢热能研究院承担的山东济宁煤化公司 ( 万 # $ % （溶剂法） 煤系针状焦 ， 由于资金原因只完成了煤焦 油软沥青的精制工艺，而后序的延迟焦化和高温煅 烧工艺并没有配套完成，其产品只能是高品质黏结 剂沥青或浸渍沥青，主要作为生产冶炼电极的辅 料。近年来，中钢热能研究院已在鞍山市筹建了一 套规模为 ( 万 # $ % 的中试装置， 其中试产品于 (""& 年在东北特钢一炼分厂的 !"@AB 精炼炉上进行工 业试验，制成的电极大部分主要指标达到同类进口 针状焦制成的电极水平。在中试成功的基础上，该 院拟建年产 ) 万 # $ % 针状焦的工业装置，现已完成 主要设备的招标工作， 预计 (""C 年建成投产。 (""D 年 & 月，拥有自主知识产权的煤系针状 焦工业化生产装置在山西宏特煤化工有限公司建 成投产， 设计最终产量为 ’ 万 # 。 目前该公司拟计划 再建 !" 万 # $ % 的针状焦生产装置。 山西省 (""& 年， 朔州市三元炭素有限公司完成了煤系针状焦生产 （E """ # $ %） 工艺技术研究， 并通过了山西省科技厅 组织的科技成果鉴定。国内主要生产公司及其生产 能力见表 (。
融并成为一个大的球体。如果大球体之间再碰撞、 融并后将会形成更大的球体，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。 #$ # 气流拉焦工艺 在中间相小球体发生解体生成中间相沥青直到 固化前的全过程中， 焦化塔内有气体连续地向一定方 向流动， 这种气流有一定流速， 能够对中间相沥青施 加足够的剪切力但又不产生扰动， 使中间相沥青分子 在向列型有序排列中固化， 最后生成为针状焦。
我国针状焦生产技术现状与发展方向
我国针状焦生产技术现状与发展方向针状焦是生产超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料，其石墨化制品的化学稳定性好，耐腐蚀，导热率高，低温和高温时的机械强度良好，主要用于生产电炉炼钢用的高功率（HP）和超高功率（UHP）石墨电极和特种炭素制品，也是电刷、电池、炼钢用增碳剂、高温优质耐火炉料的新型材料，在电极、锂离子电池、燃料电池、电化学电容器、核石墨、冶金等方面得到广泛应用。
随着环保监管的日趋严格以及供给侧改革的推进，电炉炼钢需求增长速度加快，推高了超高功率和高功率石墨电极用针状焦的需求量。
锂离子动力电池用人造石墨负极需求量的逐年增加，也进一步助推了市场对针状焦的需求。
我国对针状焦的需求量大，国产针状焦的产量不足，质量有待提高，仍需大量进口。
国际市场上，针状焦产品供不应求，价格一直在攀升。
因此，发展针状焦生产，提高针状焦质量，成为国内的热门课题。
1 国内外针状焦生产概况根据使用的原料，目前生产的针状焦可分为石油系和煤系两类。
石油系以美国为代表，煤系则以日本为代表。
近几年针状焦发展迅猛，市场规模不断扩大，特别是2017年以来，复产、扩产、拟在建项目大面积开工，目前全球在产产能已达1800kt·a-1，但受限于原料、技术、市场等方面的原因，产能利用率并不高，优质针状焦资源仍十分有限。
1.1 国外针状焦生产概况国外针状焦的生产企业集中在美国、英国、日本等几个国家，针状焦产能排在前五的企业分别是英国菲利浦66、美国菲利浦66、美国海波、日本JX、日本水岛等。
表1为国外针状焦的主要生产企业及产能情况，总产能超过1000kt·a。
1.2 我国针状焦生产概况我国针状焦生产近10年来才快速发展，国内已建成的针状焦生产装置设计产能达600kt·a-1 以上，但受工艺技术、环保高压态势、石墨电极等下游产品限产等的影响，装置的开工率较低，产能利用率低(最高35%)。
现有国内煤系针状焦和国外针状焦质量的比较
现有国内煤系针状焦和国外针状焦质量的比较金州化工针状焦现状及对策一、国内煤系针状焦和日本煤系针状焦的对比是制造石墨电极最重要的指标；同时硫、氮含量也高，高硫、高氮焦在石墨化过程中容易造成“气胀”，降低石墨电极性能，甚至造成石墨电极的报废。
葫芦岛设计院可研报告提供的针状焦指标状焦相比还有一定差距。
二、针状焦研究方向由上面的比较可以看出，国内针状焦现在还无法和日本针状焦相比，要改变现状，应从以下几方面入手才有可能取得突破。
1、原料预处理原料是生产针状焦的关键，没有好的原料就无法生产出好的针状焦产品，目前原料预处理的方法有热缩聚法和溶剂法两种，热缩聚法对去除杂质比较有效，溶剂法对去除喹啉不溶物比较有效，但两种方法都存在同样的问题：就是无法去除杂环化合物，而杂环化合物中的硫、氮以及一些金属元素对针状焦的质量有严重的影响。
所以研究如何去除原料中的杂环化合物，选择不同配比的原料生产不同品状的针状焦来满足电极生产的需求就成为研究的关键。
2、延迟焦化目前国产针状焦虽然CTE有所降低，但CTE的各向异性度差，产品质量不稳定，造成这种情况的原因主要是没有合理控制焦化压力、时间、温度，选择合理的压力、温度、反应时间、拉焦程度就成为针状焦生产的研究方向。
3、煅烧煅烧温度越高针状焦质量就越好，高的煅烧温度不但能提高针状焦的真密度，对降低针状焦中氮、硫含量都非常有效。
受到国内耐火材料的限制，目前煅烧的最高温度只能达到1450℃，提高煅烧温度是国内针状焦生产企业下一步的研究方向。
4、我公司针状焦的对策①尽快和兴德公司进行对接，要求兴德公司提供有关技术资料，原料处理方法等。
②对国内现有针状焦企业进行考察，了解现有企业的生产技术情况（尤其是原料配比、原料的H/C比、芳构化程度、N、S含量、延迟焦化操作温度、压力、时间、煅烧温度等），主要对山西宏特、鞍山热能院、锦州石化、上海宝钢针状焦项目进行考察。
③积极和国内科研院所合作，针对现有工艺从原料的配比入手，探讨不同原料配比对针状焦质量的影响，找到最合理的原料配比。
我国煤系针状焦的研究及生产状况
我国煤系针状焦的研究及生产状况针状焦是制备炼钢用超高功率电极的优质原料。
采用高功率或超高功率电炉炼钢时，可使冶炼时间缩短30%～50%，节电10%～50％，经济效益十分明显。
随着我国电炉炼钢比例的逐年提高，电炉钢的总产量已达到4000多万吨，对超高功率石墨电极的需求量也逐年增加，进一步促进了针状焦的发展。
但是国内针状焦的产能只有5万吨左右，大量依赖进口。
我国是焦炭生产大国，焦炭总产量占世界产量的50％以上，具有充足的高温煤焦油资源，可以为煤系针状焦的生产提供优质的原料。
因此，进一步开发和完善自主知识产权的煤系针状焦生产技术和扩大煤系针状焦的产能迫在眉睫。
1 国内煤系针状焦的研究状况1.1 研究发展过程我国煤系针状焦的开发研究始于20世纪80年代初，1986年由鞍山热能研究院承担的煤沥青针状焦中间试验顺利完成，1987年初，济宁煤化公司与鞍山热能研究院合作开展了以济宁煤化公司煤焦油沥青为原料的针状焦生产可行性试验和扩大的中间试验，1989年初，该试验顺利完成并通过鉴定。
主要技术路线是采用溶剂处理静置沉降法制备煤焦油精制沥青，延迟焦化制备生焦，经回转窑煅烧制得针状焦。
与此同时，由鞍山钢铁学院完成实验室研究、鞍山焦耐院完成小试和工业性装置设计，在鞍山沿海化工有限公司建造了2万吨的生产装置。
主要技术路线是采用闪蒸热缩聚工艺获得煤焦油精制沥青，延迟焦化制备生焦，箱式炉煅烧生产针状焦。
由于技术成熟度、原料及资金等方面的原因，当时生产的针状焦质量与国外的产品相比还有一定差距。
近年来，宝钢煤化工公司正在开展煤系针状焦的开发实验工作，经过多年努力，宝钢研发的煤系针状焦产品已顺利完成中试，产品质量接近国际领先水平，能满足生产超高功率石墨电极和特殊碳素制品的需要。
该项目现已进入工业化设计阶段。
山西宏特煤化工有限公司于2005年建成1套5万t/a的延迟焦化装置，经过几年调试，现在已生产出针状焦，并且质量在不断改善。
2008年，又开展了年产10万吨的煤系针状焦工程项目的建设。
国内外针状焦生产现状及工艺技术
具有稳定的化学性能 、 耐腐蚀 、 高导热率 、 低 温和高 温时机械 强度 、 抗 氧化性能好 等特 点 ， 其优 异 的性能 源 于其 本 身特殊
的微观结构 。
ｌ 针状 焦生产 现状 １ ． １ 国外现 状
针状焦的发明与 发展 ： 美 国大 湖碳 素公 司 １ ９ ５ ０年 发 明 针状焦 （ 石油 系） ； 但直 到 １ ９ ６ ９年 ， 针状 焦才 受到重 视 ， 主要
热缩聚反应达到一定程度 的产物 Ｊ 。
３ 针状焦 生产 工 艺
针状焦生产工艺流程 图见图 １ 。
此外 ， 日本 、 俄罗斯 、 英 国、 德国也生产针状焦 … 。
针状焦
针状焦一、油系针状焦：以石油渣油为原料生产二、沥青（煤系）针状焦：以精制煤沥青为原料生产三、针状焦是外观具有明显纤维状纹理结构。
四、美国Ｃ／Ｇ公司质量指标扑(44):知道吗！为了来顶你的帖子，我特地向工头请了一天假，还预支了40元工资。
早上５点起床，走了12里的山路，来到一个小镇。
花了７元钱坐了一个小时的车，来到了城里。
已经中午了，于是就吃了一碗３元的面，就近找了一家不用身份证、不用网卡、一小时２元的黑吧。
叫老板开了台机子，还吵着要老板帮我申请一个论坛的ID，开进你帖子后，准备抬起我那半个月没洗直滴油的头顶你时，旁边的**叫住了我。
“你想干什么呢？” “顶LZ的帖子啊，碍着你啦？” **嘲笑我说：“不是那样顶的啦... 看着贴是这样顶地：精辟啊！太正确啦！楼主果然英明！不得不赞美你一下！看了楼主的帖子,不由得精神为之一振,自觉七经八脉为之一畅,七窍倒也开了六巧半,自古英雄出少年,楼主年纪轻轻,就有经天纬地之才,定国安邦之智,古人云,卧龙凤雏得一而安天下,而今,天佑我大中华,沧海桑田5000年,中华神州平地一声雷,飞沙走石,大舞迷天,朦胧中,只见顶天立地一金甲天神立于天地间,这人英雄手持双斧,二目如电,一斧下去,混沌初开,二斧下去,女娲造人,三斧下去,小生倾倒.得此大英雄,实耐之幸也,民之福也,怎不叫人喜极而泣.......古人有少年楼主说为证,少年之楼主如红日初升，其道大光；河出伏流，一泻汪洋；潜龙腾渊，鳞爪飞扬；乳虎啸谷，百兽震惶；鹰隼试翼，风尘吸张；奇花初胎，皇皇；干将发硎，有作其芒；天戴其苍，地履其黄；纵有千古，横有八荒；小生对楼主之仰慕如滔滔江水连绵不绝,海枯石烂,天崩地裂,永不变心.看完楼主的帖子，我的心情竟是久久不能平静。
正如孙子我所云：大音希声，大象无形。
我现在终于明白我缺乏的是什么了，正是楼主那种对真理的执着追求和楼主那种对理想的艰苦实践所产生的厚重感。
面对楼主的帖子，我震惊得几乎不能动弹了，楼主那种裂纸欲出的大手笔，竟使我忍不住一次次地翻开楼主的帖子,楼主的帖子实在是写得太好了。
针状焦碳材料
七月五日星期五（针状焦碳材料）针状焦是炭素材料中大力发展的一个优质品种，其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感。
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。
原料用途针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。
目前生产的针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。
石油系以美国为代表，煤系则以日本为代表。
日本的三菱化成和新日化公司的生产装置于20世纪70年代末和80年代初投产。
美国大湖炭素公司却在1950年首先开发成功。
1964年美国联合碳化物公司成功地以针状焦为原料制造出超高功率电极。
据最新统计，国内高功率和超高功率电极的需求量为6～10万t/a，相应的针状焦需要量为6～12万t/a。
目前，因进口的针状焦数量有限，锦州石化公司的产量也只有3万t/a。
因此国内超高功率电极的产量只好由针状焦的数量来决定。
生产工艺真空蒸馏法1971年美国LCI公司首先提出用真空分离法从煤焦油沥青内分离出针状焦，并申请了美国专利，核心技术是通过真空蒸馏切取适合生产针状焦的原料，工艺较简单，且针状焦的收率低。
溶剂萃取法1981年LCI公司用溶剂处理方法除去沥青中的喹啉不溶物（QI）成分的方法申请了美国专利。
即先用助聚剂液体使QI凝聚，凝聚体在重力沉降器内被分离。
该处理技术类似于日本新日化公司用煤焦油沥青生产针状焦的工业化装置。
溶剂处理技术所得针状焦的收率高，质量好，但工艺较复杂，投资也较高。
M－L法1985年LCI公司和日本Mardzen石油化学公司的M-L工艺申请了美国专利，该工艺是把特殊的原料预处理技术和独特的两段延迟焦系统结合起来，是第一套以煤焦油沥青为原料的针状焦生产装置。
生产的针状焦质量最好，但也存在收率较低、工艺复杂和投资高的问题。
煤系针状焦生产工艺
针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。
其按原料不同分为油系和煤系两种。
以石油重油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。
两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。
美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。
由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展，致使油系针状焦原料减少。
加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定。
于是，70年代以来，日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。
1979年，日本煤系针状焦实现工业化生产,使油系和煤系针状焦市场共存。
国内针状焦技术开发工作启步较晚。
近年，随着国内电炉炼钢工业的发展和电极生产技术的进步，针状焦需求量逐年增加，针状焦生产技术也有了较大进展。
90年代中期煤系针状焦和石油系针状焦工业化装置先后建成并投入生产。
沿海化工煤系针状焦采用鞍山焦化耐火材料设计研究院专利技术。
装置始建于1992年4月，1994年6月完成装置建设转入试车及以原专利技术为基础的工业化技术研究。
历经生产试车、装置改造、技术改进等过程，1998年煤系针状焦工业化突破了工艺顺行关，实现了连续生产,产品用于制造高级石墨电极煤系针状焦生产工艺针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。
其按原料不同分为油系和煤系两种。
以石油重油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。
两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。
美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。
由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展，致使油系针状焦原料减少。
加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定。
于是，70年代以来，日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。
石油系针状焦的市场现状与生产技术难点
针状焦装置； 中钢集团鞍山热能研究院有限公司
收稿日期: 2013 － 10 － 20。 作者简介: 苏栋根，男，1964 年出生，2003 年毕业于湖南大学 化学工程专业，工程硕士，高级工程师，现任中国石化长岭分 公司信息技术中心副主任，从事炼油化工科技情报调研和市 场分析工作，已发表论文 20 多篇。
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石油化工技术与经济 Technology ＆ Economics in Petrochemicals
第29卷 第6期 2013 年 12 月
（ 以下简称鞍山热能院） 80 kt / a 煤系针状焦项目 一期工程（ 40 kt / a） 也已经投入运行（ 2009 年 7 月 进行了试生产，现仍未达产） ，计划在 2020 年扩产 到 80 kt / a； 中国石油天然气股份有限公司锦州石 化分公司（ 以下简称锦州石化） 的 50 kt / a 石油系 针状焦装置已经运行多年。
炼油过程中催化裂化装置所产的催化油浆一 般占炼厂加工量的 2% 以上，催化油浆附加值低， 如果作为燃料油出售，经济效益比较差。利用催 化油浆生产橡胶填充油、中间相沥青、道路沥青和 针状焦等产品，可显著提高催化油浆的附加值，但 技术难度相对较大。
针状焦分为石油系和煤系两类，石油系针状 焦的应用更为广泛。国内尝试过针状焦生产或者 想上针状焦项目的企业数以百计，这主要基于以 下 3 点原因： 一是基础原料易得； 二是国内缺口较 大； 三是每吨基础原料与产品之间的差价超过万 元。
锦州石化针状焦装置是目前国内唯一能够 连续 稳 定 运 转 的 石 油 系 装 置，装 置 加 工 能 力 140 kt / a，年产针状焦产品 30 ～ 50 kt。该装置采 用石科院技术，经过多年的探索与改造，针状焦产 品达到了中档水平，可以用来生产部分中等规格 的高功率（ HP） 和超高功率（ UHP） 炼钢用电极。 与进口产品相比，质量还存在一定的差距，但目前 经济效益较好。山东海化集团有限公司也在采用 石科院的技术进行石油系针状焦的试生产［2］。
几种针状焦性能对比
几种针状焦性能对比顾玉琪COMPARISON OF PROPERTIES OF SOME KINDS OFNEEDLE COKESGU Yu-qi(Nantong Yangzi Carbon Co Ltd,Jiangsu Nantong 226002, China)针状焦分石油系和煤系两大类,这主要取决于针状焦的原料来源。
在同一系列中由于原料不同和工艺条件不同，针状焦的各自性能也不相同。
针状焦是生产超高功率石墨电极和高功率石墨电极的主要原料，针状焦的性能对石墨电极的质量有至关重要的影响。
所以对针状焦性能以及其对石墨电极质量影响的研究十分必要的。
以下是常用的几种进口针状焦和国产针状焦的性能对比。
1 原料性能分析对比原料试样包括4种针状焦，其中两种为进口针状焦:三菱针状焦和新日化针状焦;另两种为国产针状焦:鞍山针状焦和锦州针状焦。
其中除锦州针状焦是石油系针状焦外，其余均为煤系针状焦。
各种针状焦理化指标对比见表1。
从表1可见，三菱焦真密度较高，新日化焦挥发分较低，鞍山焦挥发分最高，锦州焦硫分较高。
各种针状焦的粒级对比见表2。
从表2可见，鞍山焦的粒级较大，大颗粒多。
新日化焦大于8mm和小于2mm的粒级都较多，而三菱焦是中间粒级(小于8mm，大于2mm的)较多，锦州焦颗粒则明显偏细。
表2 各种针状焦的粒级对比％2成品理化指标对比上述4种原料，在大生产中采取电极样品后，随着大生产流程进行跟踪检测。
样品经过配料、混捏、成型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、石墨化，最后进行理化指标测试。
各种针状焦试样的成品理化指标对比见表3。
从表3可见，新日化针状焦和三菱针状焦试样的体积密度较高，新日化焦试样的电阻率较低，抗折强度较高，CTE较低。
鞍山针状焦试样的体积密度较低，电阻率较高，抗折强度较低，CTE较高。
锦州针状焦试样的各类性能尚可，但和进口针状焦相比仍有一些差距。
3结束语目前国产针状焦在整体质量指标上还不及进口针状焦，但是只要不断努力提高改进，国产针状焦是可以逐步替代进口针状焦的。
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）。
煤系针状焦生产工艺
煤系针状焦生产工艺针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。
其按原料不同分为油系和煤系两种。
以石油重油为原料生产的针状焦为油系，以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。
两种针状焦生产工艺不完全相同，但用途基本相同。
美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。
由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展，致使油系针状焦原料减少。
加之70年代两次石油危机，更使人们感到原料供应的不稳定。
于是，70年代以来，日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。
1979年，日本煤系针状焦实现工业化生产,使油系和煤系针状焦市场共存。
国内针状焦技术开发工作启步较晚。
近年，随着国内电炉炼钢工业的发展和电极生产技术的进步，针状焦需求量逐年增加，针状焦生产技术也有了较大进展。
90年代中期煤系针状焦和石油系针状焦工业化装置先后建成并投入生产。
沿海化工煤系针状焦采用鞍山焦化耐火材料设计研究院专利技术。
装置始建于1992年4月，1994年6月完成装置建设转入试车及以原专利技术为基础的工业化技术研究。
历经生产试车、装置改造、技术改进等过程，1998年煤系针状焦工业化突破了工艺顺行关，实现了连续生产,产品用于制造高级石墨电极。
下面对煤系针状焦生产工艺做简要介绍。
1工艺流程沿海化工针状焦制造工艺包括原料预处理、延迟焦化、煅烧三个工序（工艺流程见图1 ）。
选定的料是鞍钢焦化厂的煤焦油沥青及其馏分。
图1煤系针状焦工艺流程示意图1.1原料预处理煤沥青在一定的加热条件下，沥青分子通过低聚和脱氢缩聚反应，进而形成平面状大分子的缩聚物。
分子量越大，分子间的范德华力也越强，这些平面状大分子经聚集、成核过程，形成更大的小球。
小球体是光学各向异性的，而生成小球体的沥青母体是各向同性的，小球体一旦生成，在偏光显微镜下就能见到。
初生的小球体系的表面能最小。
这样的小球比形成它们的各向同性分子量低的母相沥青表面张力大。
因此，两个小球相遇时，平面状大分子层面彼此插入，小球体融并，使体系处于更稳定的热力学状态，融并后仍成球形，以保持体系的最低表面自由能。
几种针状焦性能对比
几种针状焦性能对比顾玉琪COMPARISON OF PROPERTIES OF SOME KINDS OFNEEDLE COKESGU Yu-qi(Nantong Yangzi Carbon Co Ltd,Jiangsu Nantong 226002, China)针状焦分石油系和煤系两大类,这主要取决于针状焦的原料来源。
在同一系列中由于原料不同和工艺条件不同，针状焦的各自性能也不相同。
针状焦是生产超高功率石墨电极和高功率石墨电极的主要原料，针状焦的性能对石墨电极的质量有至关重要的影响。
所以对针状焦性能以及其对石墨电极质量影响的研究十分必要的。
以下是常用的几种进口针状焦和国产针状焦的性能对比。
1 原料性能分析对比原料试样包括4种针状焦，其中两种为进口针状焦:三菱针状焦和新日化针状焦;另两种为国产针状焦:鞍山针状焦和锦州针状焦。
其中除锦州针状焦是石油系针状焦外，其余均为煤系针状焦。
各种针状焦理化指标对比见表1。
从表1可见，三菱焦真密度较高，新日化焦挥发分较低，鞍山焦挥发分最高，锦州焦硫分较高。
各种针状焦的粒级对比见表2。
从表2可见，鞍山焦的粒级较大，大颗粒多。
新日化焦大于8mm和小于2mm的粒级都较多，而三菱焦是中间粒级(小于8mm，大于2mm的)较多，锦州焦颗粒则明显偏细。
表2 各种针状焦的粒级对比％2成品理化指标对比上述4种原料，在大生产中采取电极样品后，随着大生产流程进行跟踪检测。
样品经过配料、混捏、成型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、石墨化，最后进行理化指标测试。
各种针状焦试样的成品理化指标对比见表3。
从表3可见，新日化针状焦和三菱针状焦试样的体积密度较高，新日化焦试样的电阻率较低，抗折强度较高，CTE较低。
鞍山针状焦试样的体积密度较低，电阻率较高，抗折强度较低，CTE较高。
锦州针状焦试样的各类性能尚可，但和进口针状焦相比仍有一些差距。
3结束语目前国产针状焦在整体质量指标上还不及进口针状焦，但是只要不断努力提高改进，国产针状焦是可以逐步替代进口针状焦的。
针状焦市场分析与生产技术综述
针状焦市场分析与生产技术综述张瑞芳【摘要】分析了针状焦的国际、国内市场形势.对油系针状焦与煤系针状焦的生产技术进行了综述.最后,对针状焦产业发展给出了建议.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2013(030)018【总页数】3页(P22-24)【关键词】针状焦;市场;生产技术【作者】张瑞芳【作者单位】山西省化工设计院,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TQ127.111 针状焦国内外市场分析1.1 针状焦简介针状焦外观为银灰色，有金属光泽，有纤维状或针状的纹理走向，是20世纪70年代炭素材料中着力发展的优质品种之一，具有低热膨胀系数、低空隙度、低金属含量、高导电率及易石墨化等优点［1］，主要用于制备高功率、超高功率石墨电极、特种炭素材料以及高端炭素制品等。
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。
1.2 国际市场分析截止2012年底，国际上针状焦生产企业仅有7家，主要集中在美、英、德、日等少数几个国家，年产能维持在100万t左右。
其中，油系针状焦生产以美国等为代表，而煤系针状焦则主要集中在日本，占总产能的20%左右。
自2008年下半年以来，受美国次贷危机、国际金融危机的影响，全世界多个化工产业的主导产品普遍出现了产能过剩、开工率不足、产品价格下滑幅度过大等问题。
但同期，全球针状焦需求量却未受到明显冲击，甚至还一度出现了因国际针状焦行业巨头操控价格、暂缓产能扩张而导致针状焦市场供应持续紧张的局面。
2011年，全球针状焦供给缺口达到19万t，而在世界主要针状焦消费国中，我国市场供应最为紧张。
1.3 国内市场分析我国从20世纪80年代开始了针状焦技术的引进和研究开发［2］。
“八五”期间，由中冶焦化耐火研究院负责研发、设计的辽宁鞍山沿海化工厂2万t/a煤系针状焦项目，因工艺缺陷导致项目最终停止。
中钢热能研究院承担的山东济宁煤化公司2万t/a煤系针状焦项目，只完成了精制工艺，后序的延迟焦化和高温煅烧工艺没有配套完成。
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金州化工针状焦现状及对策
一、国内煤系针状焦和日本煤系针状焦的对比
CTE是制造石墨电极最重要的指标；同时硫、氮含量也高，高硫、高氮焦在石墨化过程中容易造成“气胀”，降低石墨电极性能，甚至造成石墨电极的报废。
状焦相比还有一定差距。
二、针状焦研究方向
由上面的比较可以看出，国内针状焦现在还无法和日本针状焦相比，要改变现状，应从以下几方面入手才有可能取得突破。
1、原料预处理
原料是生产针状焦的关键，没有好的原料就无法生产出好的针状焦产品，目前原料预处理的方法有热缩聚法和溶剂法两种，热缩聚法对去除杂质比较有效，溶剂法对去除喹啉不溶物比较有效，但两种方法都存在同样的问题：就是无法去除杂环化合物，而杂环化合物中的硫、氮以及一些金属元素对针状焦的质量有严重的影响。
所以研究如何去除原料中的杂环化合物，选择不同配比的原料生产不同品状的针状焦来满足电极生产的需求就成为研究的关键。
2、延迟焦化
目前国产针状焦虽然CTE有所降低，但CTE的各向异性度差，产品质量不稳定，造成这种情况的原因主要是没有合理控制焦化压力、时间、温度，选择合理的压力、温度、反应时间、拉焦程度就成为针状焦生产的研究方向。
3、煅烧
煅烧温度越高针状焦质量就越好，高的煅烧温度不但能提高针状焦的真密度，对降低针状焦中氮、硫含量都非常有效。
受到国内耐火材料的限制，目前煅烧的最高温度只能达到1450℃，提高煅烧温度是国内针状焦生产企业下一步的研究方向。
4、我公司针状焦的对策
①尽快和兴德公司进行对接，要求兴德公司提供有关技术资料，原料处理方法
等。
②对国内现有针状焦企业进行考察，了解现有企业的生产技术情况（尤其是原
料配比、原料的H/C比、芳构化程度、N、S含量、延迟焦化操作温度、压力、时间、煅烧温度等），主要对山西宏特、鞍山热能院、锦州石化、上海宝钢针状焦项目进行考察。
③积极和国内科研院所合作，针对现有工艺从原料的配比入手，探讨不同原料配比对针状焦质量的影响，找到最合理的原料配比。
利用科研院所的优势研究温度、压力、时间对针状焦质量的影响，找到不同原料的不同操作参数。
④国外企业根据不同用途提供不同品类的针状焦供碳素企业使用，并和电极生产企业合作研究使用的最佳条件。
国内企业这方面的工作做得较少，应加强和石墨电极企业的联系沟通，了解石墨电极企业对针状焦性能的要求，有针对性的进行研究。
⑤在企业内部可以做如下工作：
Ⅰ、尽快完善品保部化验室，具备开展实验的条件。
Ⅱ、选用同一种溶剂，对不同软化点的中温沥青按沉降法处理，测定H/C比、N、O+S含量、芳构化程度，找出最理想的中温沥青。
Ⅲ、选用不同溶剂，对找出的理想中温沥青进行处理，测定H/C比、N、O+S 含量、芳构化程度，找到理想的溶剂。
Ⅳ、用不同的原料配比调配精制沥青，测定H/C比、N、O+S含量、芳构化程度，找到最佳的原料配比（最佳原料为H/C比低，N、O+S含量低，芳构化程度高，杂环化合物含量少，三环、四环芳烃为主）。
⑥对浸渍剂沥青需求进行调研，产品投产后，一旦针状焦产品需求不畅，可考虑用原料预处理装置生产浸渍剂沥青。