CN103760053B - 一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法 - Google Patents
一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103760053B CN103760053B CN201410018476.8A CN201410018476A CN103760053B CN 103760053 B CN103760053 B CN 103760053B CN 201410018476 A CN201410018476 A CN 201410018476A CN 103760053 B CN103760053 B CN 103760053B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- raw material
- temperature
- needle coke
- coking
- production
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
本发明涉及针状焦生产领域，尤其涉及一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，其特征在于，制作针状焦原料在热转化过程的炭化敏感温度区间，其β组份含量、中间相生成量与温度的关系曲线，指导制定和调整针状焦生产中焦化反应的温度制度，使焦化中间相的生产既有良好的液相环境又获得足够的热量继续反应，保证生产连续稳定顺行，生产出优质针状焦。所述原料为煤系原料、煤系和油系的混合原料中的一种。与现有技术相比，本发明的优点是：能够较准确地提供针状焦原料焦化过程的反应敏感温度区间及反应特点，为焦化生产制定合理的热处理条件提供可靠依据，使焦化过程达到较精确地控制，本方法简单易行，省时省力，无需昂贵分析仪器和繁杂的分析过程。
Description
技术领域
本发明涉及针状焦生产领域，尤其涉及一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法。
背景技术
针状焦是二十世纪七十年代大力发展的一种优质炭素材料，它具有低热膨胀系数、低孔隙度、低硫、低灰份、低金属含量，高导电率及易石墨化等一些列优点，是生产电炉炼钢用超高功率石墨电极的主要原料，超高功率电极可使炼钢时间缩短三分之一，吨钢电耗减少一半。针状焦可用石油加工和煤焦油加工的重质馏分油来生产，如石油渣油、乙烯焦油、催化裂化渣油和热裂化渣油、煤焦油馏分油、煤焦油沥青等。根据原料不同而把针状焦分为煤系针状焦和石油系针状焦。
煤焦油沥青通常用甲苯和喹啉处理将其组成分为三大类：QI（喹啉不溶物）、TI-QS组分（甲苯不溶、喹啉可溶物组份）、TS组分（甲苯可溶物），也可分别称为α组分、β组分和γ组分，相应表示高分子组分、中分子组分和低分子组分。β组分（又称β树脂）的化学组成与中间相相近，因此我们可以把β组分看作是中间相的前驱体。β组分具有粘结性，因此常用β组分的含量来表示体系的流动性。一般来说，β组分含量大于或等于10％体系的流动性好。β组分的含量随温度变化规律反映了沥青在热转化过程中体系的流动性变化，QI含量变化反映了沥青在热转化过程中中间相生成量的变化。
根据针状焦的形成机理，流动性好的各向异性组织的产生、适当的气体逸出量、体系较长时间的低粘度是决定针状焦质量的重要因素。在生产中如何确定合适的热处理条件,使体系β组分含量较长时间保持合适的量，使中间相生成达到合适的速率，是保证工艺顺行、生产优质针状焦产品的关键。在焦化过程中，如果温度太低、升温速率太慢则不易发生反应，进而不能为后续反应提供足够的反应热，最终引起焦炭不成熟而产出软焦或油焦；相反，温度太高、升温速度太快则体系粘度上升过快，致使中间相来不及充分发育就固化而不能生成良好的各向异性针状焦。
针状焦的形成机理基于中间相理论，虽然炭质中间相的理论已经比较成熟，中间相的成长过程得到了广泛认同，但人们对原料中的馏份在中间相生成及成焦机理的作用尚不太清楚，各馏分含量多少比较适宜也不明确，要搞清这些问题需要昂贵的大型精密分析仪器，需要对各种原料进行大量耗时耗力的一系列分析、测试，这对于指导生产来说是不适宜的。制备针状焦的原料种类多、来源广，原料的变化会给生产工艺的调整带来诸多困难，在生产装置上进行工艺参数的调整会耗费大量人力物力，增加生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，不必对原料中各种馏分做一一繁杂的考究，在较短时间内即可得到原料焦化过程的特点，能够为焦化生产工艺参数调整和确定提供可靠的依据；兼顾不同原料中间相生成的液相环境和敏感温度区间，合理制定和调整其焦化反应温度制度，使焦化中间相的生产既有良好的液相环境又获得足够的热量继续反应，使生产连续稳定顺行，生产出优质针状焦。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，通过测试针状焦原料样品在热转化过程中，其β组份含量、中间相生成量与温度的关系曲线，指导制定和调整针状焦生产中焦化反应的温度制度，保证生产连续稳定顺行，生产出优质针状焦，其具体操作步骤如下：
1）将原料样品装入8～20根试管置于加热炉中；
2）控制加热炉的升温速度，以1～5℃/min的升温速率升温至400～420℃，再以1～10℃/h的升温速率升温至490～520℃；
3）升温过程中，自420℃开始，每隔2～10℃取一根试管，冷却至室温；
4）取出试管中的样品并进行称重，测试样品中甲苯不溶物和喹啉不溶物含量，得到原料样品的中间相含量随温度变化曲线及β组份含量随温度变化曲线，根据曲线确定中间相变化较大的温度敏感区间，用以指导实际焦化生产的温度控制。
所述原料为煤系原料、油系原料中的一种或它们的混合物。
所述煤系原料中的喹啉不溶物含量为0～2%，包括煤焦油沥青、煤焦油的200～360℃馏分中的一种或它们的混合物。
所述油系原料中的喹啉不溶物含量为0～2%，包括石油渣油、乙烯焦油、催化裂化渣油和热裂化渣油中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够较准确地提供针状焦原料焦化过程的反应敏感温度区间及反应特点，为焦化生产制定合理的热处理条件提供可靠依据，使焦化过程达到较精确地控制，本方法简单易行，省时省力，无需昂贵分析仪器和繁杂的分析过程。
附图说明
图1是本发明实施例1的成分温度曲线；
图2是本发明实施例2的成分温度曲线；
图3是本发明实施例3的成分温度曲线；
图4是本发明实施例4的成分温度曲线；
图5是本发明实施例5的成分温度曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，就是通过制作针状焦原料在热转化过程的炭化敏感温度区间，其β组份含量、中间相生成量与温度的关系曲线，指导制定和调整针状焦生产中焦化反应的温度制度，使焦化中间相的生产既有良好的液相环境又获得足够的热量继续反应，保证生产连续稳定顺行，生产出优质针状焦，其具体操作步骤如下：
1）将原料样品装入8～20根试管置于箱式加热炉中，箱式试管炉内设有均热块，均热块为铸铝块或铜块制成，可提供均匀的温度场，并带有可插入试管的一系列圆孔，试管材质为耐热玻璃或不锈钢；
2）控制加热炉的升温速度，以1～5℃/min的升温速率升温至400～420℃，再以1～10℃/h的升温速率升温至490～520℃；
3）升温过程中，自420℃开始，每隔2～10℃取一根试管，冷却至室温；
4）取出试管中的样品并进行称重，测试样品中甲苯不溶物（TI）和喹啉不溶物含量（QI），用喹啉不溶物含量（QI）来衡量每个在该温度点样品的中间相含量，用甲苯不溶物（TI）和喹啉不溶物（QI）含量的差值来衡量β组份含量，得到原料样品的中间相含量随温度变化曲线及β组份含量随温度变化曲线，根据曲线可以得到中间相变化较大的温度敏感区间，用以指导实际焦化生产的温度控制。
本发明适用的原料为煤系原料、油系原料中的一种或它们的混合物。所述煤系原料中的喹啉不溶物含量为0～2%，包括煤焦油沥青、煤焦油的200～360℃馏分中的一种或它们的混合物。所述油系原料中的喹啉不溶物含量为0～2%，包括石油渣油、乙烯焦油、催化裂化渣油和热裂化渣油中的一种。
下列实施例中分别选取不同成分的原料样品，进行中间相含量随温度变化曲线及β组份含量随温度变化曲线的绘制。
实施例1
取约160g煤焦油沥青，QI为0.08%，软化点22℃，每根试管装入20克，装入8根试管中，并装入箱式试管炉中。试管炉在程序控温装置控制下，由室温以2℃/min的升温速率升温至420℃，再经程序以5℃/h的升温速率升温至490℃。自420℃开始取第一根试管，然后每隔2h取一根试管。试管冷却后，取出样品，检测每根试管样品的QI和TI。得到样品中间相含量及β组份含量随温度变化曲线（见图1），由曲线可以看出其中间相变化较大的敏感温度区间为440～470℃。
实施例2
取约160g煤焦油中温沥青，QI为0.8%，软化点80℃，每根试管装入约20克，装入8根试管中，并装入箱式试管炉中。试管炉在程序控温装置控制下，由室温以2℃/min的升温速率升温至420℃，再经程序以5℃/h的升温速率升温至490℃。自420℃开始取第一根试管，然后每隔2h取一根试管。试管冷却后，取出样品，检测每根试管样品的QI和TI。得到样品中间相含量及β组份含量随温度变化曲线（见图2），由曲线可以看出其中间相变化较大的敏感温度区间为460～480℃。
实施例3
取约160g蒽油和软化点为85℃的中温沥青（质量比为2:5）的混配沥青，QI为0.75%，软化点30℃，每根试管装入约20克，装入8根试管中，并装入箱式试管炉中。试管炉在程序控温装置控制下，由室温以2℃/min的升温速率升温至420℃，再经程序以5℃/h的升温速率升温至490℃。自420℃开始取第一根试管，然后每隔2h取一根试管。试管冷却后，取出样品，检测每根试管样品的QI和TI。得到样品中间相含量及β组份含量随温度变化曲线（见图3），由曲线可以看出其中间相变化较大的敏感温度区间为450～480℃。
实施例4
取约200g由石油渣油与软化点35℃煤沥青的混配沥青（质量比1:9），QI为0.12%，软化点25℃，每根试管装入约20克，装入10根试管中，并装入箱式试管炉中。试管炉在程序控温装置控制下，由室温以3℃/min的升温速率升温至420℃，再经程序以5℃/h的升温速率升温至510℃。自420℃开始取第一根试管，然后每隔2h取一根试管。试管冷却后，取出样品，检测每根试管样品的QI和TI。得到样品中间相含量及β组份含量随温度变化曲线（见图4），由曲线可以看出其中间相变化较大的敏感温度区间为440～480℃。
实施例5
取约180g催化裂化渣油，QI为0.06%，软化点25℃，每根试管装入约20克，装入10根试管中，并装入箱式试管炉中。试管炉在程序控温装置控制下，由室温以3.5℃/min的升温速率升温至420℃，再经程序以5℃/h的升温速率升温至500℃。自420℃开始取第一根试管，然后每隔2h取一根试管。试管冷却后，取出样品，检测每根试管样品的QI和TI。得到样品中间相含量及β组份含量随温度变化曲线（见图5），由曲线可以看出其中间相变化较大的敏感温度区间为440～460℃。
本发明能够较准确地得到每种原料的敏感温度区间和β组份、中间相含量变化规律，据此可以在焦化生产中制定合理的热处理条件。如在原料的敏感温度区间内，对于β组份含量和中间相含量变化快的原料，焦化生产中可以制定一个相对较平缓的升温制度，相反的则制定相对较快的升温制度。这样使焦化过程达到较精确地控制，为生产系统提供平稳的热平衡和物料平衡，保障了优质针状焦产品的生产。
Claims (4)
1.一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，其特征在于，通过测试针状焦原料样品在热转化过程中，其β组份含量、中间相生成量与温度的关系曲线，指导制定和调整针状焦生产中焦化反应的温度制度，保证生产连续稳定顺行，生产出优质针状焦，其具体操作步骤如下：
1）将原料样品装入8～20根试管置于加热炉中；
2）控制加热炉的升温速度，以1～5℃/min的升温速率升温至400～420℃，再以1～10℃/h的升温速率升温至490～520℃；
3）升温过程中，自420℃开始，每隔2～10℃取一根试管，冷却至室温；
4）取出试管中的样品并进行称重，测试样品中甲苯不溶物和喹啉不溶物含量，得到原料样品的中间相含量随温度变化曲线及β组份含量随温度变化曲线，根据曲线确定中间相变化较大的温度敏感区间，用以指导实际焦化生产的温度控制。
2.根据权利要求1所述一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，其特征在于，所述原料为煤系原料、油系原料中的一种或它们的混合物。
3.根据权利要求2所述一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，其特征在于，所述煤系原料中的喹啉不溶物含量为0～2%，包括煤焦油沥青、煤焦油的200～360℃馏分中的一种或它们的混合物。
4.根据权利要求2所述一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法，其特征在于，所述油系原料中的喹啉不溶物含量为0～2%，包括石油渣油、乙烯焦油、催化裂化渣油和热裂化渣油中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410018476.8A CN103760053B (zh) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410018476.8A CN103760053B (zh) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103760053A CN103760053A (zh) | 2014-04-30 |
| CN103760053B true CN103760053B (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=50527328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410018476.8A Active CN103760053B (zh) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | 一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103760053B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106290448A (zh) * | 2016-07-13 | 2017-01-04 | 中国石油大学(华东) | 一种快速评价针状焦原料热稳定性的方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109030485B (zh) * | 2018-06-20 | 2021-02-12 | 山东益大新材料股份有限公司 | 一种针状焦原料评价方法 |
| CN109253943B (zh) * | 2018-08-23 | 2020-10-02 | 辽宁科技大学 | 一种煤系针状焦生产过程中混合油性质的监控方法 |
| CN110018194A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-16 | 山东益大新材料有限公司 | 一种评价焦化原料反应性的装置系统及评价方法 |
| CN112779038B (zh) * | 2021-01-19 | 2022-02-18 | 山西沁新能源集团股份有限公司 | 陶瓷纤维竖式熔制炉专用焦的制备方法和陶瓷纤维竖式熔制炉专用焦及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1418931A (zh) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种制备针状焦的方法 |
| CN101302434A (zh) * | 2008-06-20 | 2008-11-12 | 中国石油大学(华东) | 一种针状焦的制备方法 |
| CN202075055U (zh) * | 2011-04-28 | 2011-12-14 | 山东金诚石化集团有限公司 | 针状焦工艺中生焦过程温度参数测量装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008179829A (ja) * | 2008-03-17 | 2008-08-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | ニードルコークス製造用石油系重質油の製造方法 |
-
2014
- 2014-01-15 CN CN201410018476.8A patent/CN103760053B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1418931A (zh) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种制备针状焦的方法 |
| CN101302434A (zh) * | 2008-06-20 | 2008-11-12 | 中国石油大学(华东) | 一种针状焦的制备方法 |
| CN202075055U (zh) * | 2011-04-28 | 2011-12-14 | 山东金诚石化集团有限公司 | 针状焦工艺中生焦过程温度参数测量装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| The formation of mesophase microstructures during the pyrolysis of selected coker feedstocks;J.L. White et al.;《Carbon》;19740630;第12卷(第3期);321-333 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106290448A (zh) * | 2016-07-13 | 2017-01-04 | 中国石油大学(华东) | 一种快速评价针状焦原料热稳定性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103760053A (zh) | 2014-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103760053B (zh) | 一种指导针状焦焦化生产的原料评价方法 | |
| Yao et al. | Effect of Al2O3, MgO, and CaO/SiO2 on viscosity of high alumina blast furnace slag | |
| CN104140834B (zh) | 基于结焦性的炼焦煤细分方法及在配煤中的应用 | |
| Benk | Utilisation of the binders prepared from coal tar pitch and phenolic resins for the production metallurgical quality briquettes from coke breeze and the study of their high temperature carbonization behaviour | |
| CN102890144A (zh) | 煤岩镜质组全反射率非线性优化配煤预测焦炭质量的方法 | |
| CN106190209B (zh) | 一种预测配合煤冶炼焦炭中硫分的方法 | |
| CN113004924B (zh) | 超高功率石墨电极接头用针状焦生产工艺 | |
| JP2013237747A (ja) | バインダーピッチおよびその製造方法 | |
| CN106610388A (zh) | 生产用煤膨胀收缩性能测定方法及装置 | |
| CN117006859B (zh) | 一种炭素均质均等焙烧智能控制方法、系统及存储介质 | |
| CN102557016B (zh) | 无烟煤石墨化工艺 | |
| CN1543496A (zh) | 用于生产更均匀和更高质量焦炭的方法 | |
| CN102149791B (zh) | 石墨电极用针状焦的制造方法以及用于其的原料油组合物 | |
| CN101532937B (zh) | 一种检测针状焦中间相形成的方法 | |
| CN102876344B (zh) | 高软化点沥青的制备方法、制备的高软化点沥青以及利用高软化点沥青制备的粘结剂 | |
| Tao et al. | Pyrolysis of waste plastics: Effect of heating rate on product yields and oil properties | |
| CN109253943B (zh) | 一种煤系针状焦生产过程中混合油性质的监控方法 | |
| CN110797090A (zh) | 预测焦炭硫份的方法、预测煤的硫转化率的方法、制备配合煤的方法及炼焦方法 | |
| Malyi | Modification of electrode pitch | |
| JP2018127611A (ja) | コールタールピッチの製造方法 | |
| Rajendra et al. | Thermogravimetric investigation of Reutealis Trisperma (Blanco) airy shaw and iron sand as bed material at different heating rates pyrolysis | |
| CN103294870A (zh) | 建立炼焦煤灰分对焦炭热性能影响模型的方法 | |
| CN109809386A (zh) | 环式焙烧炉用于锂电池负极材料碳化工序的方法 | |
| CN119024799B (zh) | 一种延迟焦化装置生产弹丸焦预判与优化操作方法 | |
| RU2230770C1 (ru) | Способ переработки каменноугольного пека для конструкционных материалов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20140430 Assignee: Zaozhuang Zhenxing Carbon Material Technology Co., Ltd. Assignor: Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo-energy Co., Ltd. Contract record no.: 2019210000014 Denomination of invention: Raw material evaluation method for guiding coking production of needle coke Granted publication date: 20160427 License type: Common License Record date: 20190516 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20140430 Assignee: Shanxi Fuma Carbon Material Technology Co., Ltd. Assignor: Sinosteel Anshan Research Institute of Thermo-energy Co., Ltd. Contract record no.: 2019210000023 Denomination of invention: Raw material evaluation method for guiding coking production of needle coke Granted publication date: 20160427 License type: Common License Record date: 20190627 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |