针状焦

针状焦

一、针状焦的原料：

石油系针状焦以热裂化渣油、催化裂化澄清油、润滑油精制抽出油、蒸汽裂化焦油、焦化蜡油、乙烯裂解渣油等为原料。美国在50年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。以精制处理的重质渣油为原料,对延迟焦化工艺流程和操作条件作适当调整后可生产针状焦。油系针状焦生产与煤系针状焦生产方法相比，主要区别在原料预处理。油系针状焦原料的杂质较少!

而煤焦油沥青中含有一定量的喹啉不溶物（QJ）它们附着在中间相周围，阻碍球状晶体的长大、融并，焦化后也不能得到纤维结构良好的针状焦组织。因此，煤系针状焦原料的调制技术难度更大。工业上可用来生产针状焦原料的主要来源有：催化裂化澄清油（FCCDO）、石脑油以及粗柴油蒸汽裂解生产乙烯所得的乙烯焦油（ET）、热裂化的裂化焦油(TR)、煤焦化或气化生产的煤焦油（CR）;此外，润滑油溶剂精制的抽出油以及某些渣油也可作为生产针状焦的原料。图一介绍了从石油原料生产针状焦的不同路线。煤系针状焦主要以煤焦油沥青为原料。

二、针状焦的生产工艺：

1.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。

2.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。

3.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。

4.闪蒸—缩聚法

1985年鞍山焦耐院、鞍山钢铁大学和石家庄焦化厂共同开发了闪蒸-缩聚工艺，并申请了中国专利。该法是将混合原料油送到特定的闪蒸塔内，在一定温度和真空下闪蒸出闪蒸油，闪蒸油进入缩聚釜进行聚合得到缩聚沥青。此工艺收率适中，工艺简单。国内鞍山沿海化肥厂曾投入工业化试验，但由于工艺不够完善，因此也就停顿下来。国内，煤系针状焦的主要质量指标是参照了日本新日化公司的标准。即真比重≥2.13、灰分≤0.1%、挥发分≤0.5%、硫分≤0.5%、热膨胀系数CTE 1×10-6/℃和水分≤0.2%。

目前，宝山钢铁股份公司化工分公司正在进行中试，且针状焦质量已达到与日本新日化和三菱的相当。鞍山热能研究院也在进行中试并取得了较大进展。山西朔州三元碳素股份有限公司的小试报告也已通过了山西省科技厅的鉴定。山西宏特煤化工有限公司已投入工业化试生产，虽然CTE未完全达标，但已有近3000吨的产品供兰州炭素厂及南通炭素厂作为生产400的高功率电极的原料。

三、针状焦的用途：

针状焦产品是炼钢行业生产中石墨电极的关键性材料，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。针状焦还是生产特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的原料。