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延迟焦化产品及其应用ppt课件.ppt

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    • 延迟焦化产品及其应用延迟焦化产品及其应用 主要内容主要内容一、延迟焦化产品的特性一、延迟焦化产品的特性 1.碳、氢、硫、氮和金属在焦化产品中的分布碳、氢、硫、氮和金属在焦化产品中的分布2.不同原料对延迟焦化产品性质的影响不同原料对延迟焦化产品性质的影响3.延迟焦化循环比对产品性质的影响延迟焦化循环比对产品性质的影响二、延迟焦化气体产品二、延迟焦化气体产品1.延迟焦化气体的组成和特点延迟焦化气体的组成和特点2.延迟焦化气体的加工和应用延迟焦化气体的加工和应用三、延迟焦化液体产品三、延迟焦化液体产品1.延迟焦化石脑油的加工和应用延迟焦化石脑油的加工和应用2.延迟焦化柴油的加工和应用延迟焦化柴油的加工和应用3.延迟焦化蜡油的加工和应用延迟焦化蜡油的加工和应用 主要内容主要内容四、延迟焦化石油焦四、延迟焦化石油焦 1.石油焦的主要特征石油焦的主要特征2.石油焦的产率及产量石油焦的产率及产量3.石油焦的质量石油焦的质量4.石油焦的质量标准石油焦的质量标准5.石油焦的煅烧石油焦的煅烧6.石油焦的主要用途及其市场分配比例石油焦的主要用途及其市场分配比例7.石油焦的主要应用技术石油焦的主要应用技术 一、延迟焦化产品的特性一、延迟焦化产品的特性•延延迟迟焦焦化化工工艺艺生生产产五五种种产产品品,,即即焦焦化化气气体体,,焦焦化化石石脑脑油油(或或焦焦化化汽汽油油),,焦焦化化柴柴油油,,焦焦化化蜡油和焦炭。

      蜡油和焦炭–焦化气体包括干气和液化石油气(焦化气体包括干气和液化石油气(LPG)  焦焦化化LPG产产量量少少,,常常和和其其它它炼炼油油工工艺艺的的LPG混混合后利用,很少单独出厂合后利用,很少单独出厂–在在焦焦化化液液体体、、固固体体产产品品中中最最受受关关注注的的杂杂质质为为硫硫、、氮和重金属氮和重金属 •延迟焦化原料主要是原油的减压渣油、常压渣油延迟焦化原料主要是原油的减压渣油、常压渣油–减压渣油、常压渣油减压渣油、常压渣油–添加脱油沥青和油砂沥青的减压渣油添加脱油沥青和油砂沥青的减压渣油–特重原油直接用作焦化原料特重原油直接用作焦化原料 –高酸值原油高酸值原油•二次加工后得到的重质油作为延迟焦化原料二次加工后得到的重质油作为延迟焦化原料–减粘渣油减粘渣油–催化裂化澄清油催化裂化澄清油–加氢处理重油加氢处理重油 •焦焦化化原原料料往往往往有有较较高高的的分分子子量量,,较较高高的的硫硫、、氮、重金属等杂质含量以及较低的氢碳比氮、重金属等杂质含量以及较低的氢碳比•延延迟迟焦焦化化产产品品分分布布((包包括括焦焦化化气气体体、、石石脑脑油油、、柴柴油油、、蜡蜡油油和和焦焦炭炭))与与原原料料油油性性质质及及操作条件有很大关系。

      操作条件有很大关系 •原原料料油油中中所所含含硫硫、、氮氮等等杂杂质质在在延延迟迟焦焦化化过过程程中中进进行行分分解解或或浓浓缩缩,,在在产产品品中中重重新新分分配配,,硫硫含含量量向向气气体和焦炭两个方向转化,氮向蜡油、焦炭富集体和焦炭两个方向转化,氮向蜡油、焦炭富集•延延迟迟焦焦化化也也是是一一个个为为其其液液体体产产物物脱脱除除杂杂质质的的过过程程,,为为下下游游催催化化加加工工的的催催化化剂剂排排除除毒毒物物相相比比原原料料而而言言,,焦焦化化液液体体产产物物中中的的硫硫、、氮氮含含量量减减少少,,重重金金属属则大多集中到焦炭中则大多集中到焦炭中 碳氢硫氮和金属在焦化产品中的分布碳氢硫氮和金属在焦化产品中的分布 •渣油延迟焦化和催化裂化虽均是炼油工艺中的脱碳过程,渣油延迟焦化和催化裂化虽均是炼油工艺中的脱碳过程,但焦化脱碳程度要高,因此焦化的焦炭产率高但焦化脱碳程度要高,因此焦化的焦炭产率高•焦化反应中,裂化与脱碳、缩合与脱氢同时发生当渣油焦化反应中,裂化与脱碳、缩合与脱氢同时发生当渣油焦化时,生成焦炭的烃类所释放出的氢转化到蜡油、柴油、焦化时,生成焦炭的烃类所释放出的氢转化到蜡油、柴油、石脑油和气体产物中,从而使焦化气体和液体产物的氢含石脑油和气体产物中,从而使焦化气体和液体产物的氢含量比原料增高,即增氢,唯有焦炭中的氢含量比原料中的量比原料增高,即增氢,唯有焦炭中的氢含量比原料中的氢减少,即减氢。

      氢减少,即减氢•焦化产品的脱碳程度与原料的化学组成和采用的操作条件焦化产品的脱碳程度与原料的化学组成和采用的操作条件有关一般来说,原料的残炭、胶质、沥青质高,脱出碳一般来说,原料的残炭、胶质、沥青质高,脱出碳的量就大的量就大 二、延迟焦化气体产品二、延迟焦化气体产品 •延迟焦化气体产率一般占延迟焦化原料的延迟焦化气体产率一般占延迟焦化原料的7w%7w%~~9w%9w%,其组成随着所处理原料及所用,其组成随着所处理原料及所用工艺条件的不同而变化工艺条件的不同而变化 延迟焦化气体的组成和特点延迟焦化气体的组成和特点 延迟焦化气体的组成和特点延迟焦化气体的组成和特点•延迟焦化的富气有以下几个特点延迟焦化的富气有以下几个特点 :–焦化富气中甲烷含量比较高焦化富气中甲烷含量比较高–焦化富气的焦化富气的 C C2 2、、C C3 3、、C C4 4烷烃含量比相同碳数的烷烃含量比相同碳数的烯烃含量高烯烃含量高–在焦化气体在焦化气体C C4 4烷烃中,正构烷烃中,正构C C4 4烷烃含量比异构烷烃含量比异构C C4 4烷烃含量高烷烃含量高–从含硫减压渣油得到的焦化富气从含硫减压渣油得到的焦化富气H H2 2S S含量很高。

      含量很高 延迟焦化气体的加工和应用延迟焦化气体的加工和应用 1)1)延迟焦化气体用作燃料气延迟焦化气体用作燃料气§焦化气体的主要用途是经过湿法脱硫后,进入瓦斯管网焦化气体的主要用途是经过湿法脱硫后,进入瓦斯管网§近年来新建延迟焦化装置采用多火嘴的双面辐射加热炉,焦化近年来新建延迟焦化装置采用多火嘴的双面辐射加热炉,焦化干气大部分供应本装置加热炉需要,外排燃料气很少干气大部分供应本装置加热炉需要,外排燃料气很少2)2)延迟焦化气体制氢延迟焦化气体制氢§以前炼油厂氢气生产多采用石脑油水蒸汽转化工艺石脑油现以前炼油厂氢气生产多采用石脑油水蒸汽转化工艺石脑油现主要用于蒸汽裂解制乙烯,石脑油制氢受到限制主要用于蒸汽裂解制乙烯,石脑油制氢受到限制§焦化气体的价格不足石脑油的一半,用它制氢的氢气产率比石焦化气体的价格不足石脑油的一半,用它制氢的氢气产率比石脑油制氢高脑油制氢高6 6~~7 7个百分点,可以明显降低工业氢气成本个百分点,可以明显降低工业氢气成本 延迟焦化气体制氢延迟焦化气体制氢§焦化气体与炼油厂其它烃类气体相比,由于甲烷含量焦化气体与炼油厂其它烃类气体相比,由于甲烷含量高,氢高,氢/ /碳比高,所制得的氢气产率高,是较好的制碳比高,所制得的氢气产率高,是较好的制氢原料。

      氢原料§由于焦化气体含有较多的硫化物等杂质,预处理工序由于焦化气体含有较多的硫化物等杂质,预处理工序相对复杂相对复杂§焦化气体制氢除采用水蒸汽转化工艺外,还正在开发焦化气体制氢除采用水蒸汽转化工艺外,还正在开发选择氧化法工艺选择氧化法工艺 焦化气体水蒸汽转化法制氢焦化气体水蒸汽转化法制氢 •齐齐鲁鲁石石化化公公司司、、长长岭岭石石化化公公司司、、锦锦西西石石化化公公司司、、锦锦州州石石化化公公司司、、金金陵陵石石化化公公司司等等已已采用焦化气体水蒸汽转化法制氢采用焦化气体水蒸汽转化法制氢•制制氢氢方方法法按按氢氢气气净净化化方方法法不不同同,,又又分分为为化化学吸收净化法和变压吸附净化法学吸收净化法和变压吸附净化法两种 化学吸收净化法化学吸收净化法 –工艺流程:预处理、水蒸汽转化和后处理三部工艺流程:预处理、水蒸汽转化和后处理三部分–预处理部分:脱重组分及湿法脱硫,还有加氢预处理部分:脱重组分及湿法脱硫,还有加氢精制和干法精脱硫精制和干法精脱硫–后处理部分:一氧化碳变换、脱二氧化碳和甲后处理部分:一氧化碳变换、脱二氧化碳和甲烷转化 化学吸收净化法工艺化学吸收净化法工艺 •化学吸收净化预处理:使有机硫含量化学吸收净化预处理:使有机硫含量<0.3mg/m<0.3mg/m3 3, ,总烯烃含量总烯烃含量<1v%<1v%。

      •焦化气体进入湿法脱硫装置之前,经压缩焦化气体进入湿法脱硫装置之前,经压缩机压缩,进入吸收塔,用汽油或柴油作为机压缩,进入吸收塔,用汽油或柴油作为吸收剂,对其中烃类重组分进行吸收,并吸收剂,对其中烃类重组分进行吸收,并降低焦化气体中烯烃含量降低焦化气体中烯烃含量 •汽油+柴油吸收可以有效降低气体中的C3+组分和烯烃含量,但焦化干气收率只有55.0%–脱C3+组分66.8%,脱烯烃30.0%•柴油吸收过程,干气收率可达69.8%,但重组分和脱烯烃效果较差–脱C3+组分42.0%,脱烯烃率只有12.8% •焦化气体的湿法脱硫焦化气体的湿法脱硫–焦化气体的湿法脱硫是用液体吸收剂除去焦化焦化气体的湿法脱硫是用液体吸收剂除去焦化气体中的酸性气,如气体中的酸性气,如H H2 2S S和和COCO2 2等 常用的吸收剂是醇胺类溶液:如一常用的吸收剂是醇胺类溶液:如一乙醇胺、二乙醇胺和二异丙醇胺等乙醇胺、二乙醇胺和二异丙醇胺等–处理后总硫含量可下降到处理后总硫含量可下降到<200mg/Nm<200mg/Nm3 3 •加氢精制工序和干法精脱硫工序加氢精制工序和干法精脱硫工序–脱重组分及湿法脱硫后,在进入水蒸汽转化前,脱重组分及湿法脱硫后,在进入水蒸汽转化前,还要经过加氢精制和干法精脱硫工序。

      还要经过加氢精制和干法精脱硫工序–加氢精制以加氢精制以AlAl2 2O O3 3为载体的钴、钼或镍、钼催化为载体的钴、钼或镍、钼催化剂,将焦化气体中烯烃完全饱和,把有机硫含剂,将焦化气体中烯烃完全饱和,把有机硫含量降至量降至0.3mg/Nm0.3mg/Nm3 3以下,并转化为以下,并转化为H H2 2S S–在干法固定床精脱硫工序中,采用在干法固定床精脱硫工序中,采用ZnOZnO等氧化等氧化物为吸附剂,可将物为吸附剂,可将H H2 2S S吸收完全吸收完全 •水水蒸蒸汽汽转转化化制制氢氢流流程程::水水蒸蒸汽汽转转化化,,一一氧氧化化碳碳两两段段变变换换((中中温温和和低低温温变变换换)),,并并经经脱脱二二氧氧化化碳碳工工序序使使气气体体残残余余COCO2 2含含量量达达到到<0.3v%<0.3v%,,氢氢气气纯纯度度达达95v%95v%~~97v%97v%,,再再经经甲甲烷烷化化工工序序使使气气体体中中CO+COCO+CO2 2含含量量降降到到约约为为20μ20μg/g,达到工业氢气要求达到工业氢气要求 •水蒸汽转化:•一氧化碳变换:•甲烷化:少量一氧化碳和甲烷采用空气催化氧化法脱除。

      变压吸附净化法(变压吸附净化法(PSAPSA法)法)–PSAPSA法法是是用用变变压压吸吸附附工工序序代代替替一一氧氧化化碳碳低低温温变变换换、、脱二氧化碳和甲烷化三个工序脱二氧化碳和甲烷化三个工序–常常用用吸吸附附剂剂为为4A4A、、5A5A和和13X13X分分子子筛筛及及活活性性炭炭等等多多孔孔物物质质在在较较高高压压力力(1.0(1.0~~4.2MPa)4.2MPa)下下,,选选择择性性吸吸附附氢氢气气中中杂杂质质,,获获得得高高纯纯度度氢氢气气( (氢氢纯纯度度可可达达99.9v%)99.9v%),,然然后后降降低低压压力力使使杂杂质质解解吸吸,,进进行行吸吸附附剂再生 –变变压压吸吸附附过过程程有有4 4床床至至1212床床等等多多种种系系统统,,目目前前工工业业上上常常用用1010床床各各吸吸附附床床轮轮流流操操作作,,吸吸附附及及再生交替进行再生交替进行–变压吸附法与化学吸收法相比,所产氢气纯度变压吸附法与化学吸收法相比,所产氢气纯度高,能耗低,成本低,自动化程度高,操作方高,能耗低,成本低,自动化程度高,操作方便,运转周期长便,运转周期长 选择氧化法制氢选择氧化法制氢 •选择氧化制氢技术,又称部分氧化法制氢。

      选择氧化制氢技术,又称部分氧化法制氢–有催化部分氧化和非催化部分氧化制氢有催化部分氧化和非催化部分氧化制氢–催催化化部部分分氧氧化化通通常常是是以以甲甲烷烷或或石石脑脑油油为为主主的的低低碳碳烃烃为为原料原料, ,而非催化部分氧化则以重油为原料而非催化部分氧化则以重油为原料–目目前前选选择择氧氧化化制制氢氢工工业业装装置置一一般般采采用用渣渣油油或或沥沥青青等等重重质质原原料料,,虽虽然然原原料料价价格格低低,,但但工工艺艺过过程程复复杂杂,,能能耗耗和和投资高 •近年来,开发了一种采用炼厂干气近年来,开发了一种采用炼厂干气( (焦化干焦化干气和裂化干气气和裂化干气) )为原料的选择性氧化制氢技为原料的选择性氧化制氢技术:在催化剂的作用下使低碳烃类选择氧术:在催化剂的作用下使低碳烃类选择氧化为化为COCO和和H H2 2•将通常的水蒸汽转化装置加以改造后,可将通常的水蒸汽转化装置加以改造后,可改成选择性氧化制氢装置改成选择性氧化制氢装置 •炼厂干气选择性氧化制氢的特点炼厂干气选择性氧化制氢的特点 –该工艺与渣油或沥青选择氧化制氢相比,原料中杂质该工艺与渣油或沥青选择氧化制氢相比,原料中杂质少,净化工艺简单;气态烃分子比重质烃分子小得多,少,净化工艺简单;气态烃分子比重质烃分子小得多,制氢时无须大量断裂碳链,可节省能源。

      制氢时无须大量断裂碳链,可节省能源 –该工艺与水蒸汽转化制氢相比,水蒸汽转化是强吸热该工艺与水蒸汽转化制氢相比,水蒸汽转化是强吸热过程,而选择氧化是温和放热过程,能耗要少得多过程,而选择氧化是温和放热过程,能耗要少得多水蒸汽转化工艺还要为预防催化剂中毒或积炭而严格水蒸汽转化工艺还要为预防催化剂中毒或积炭而严格脱硫、脱烯烃但在原料总硫含量为脱硫、脱烯烃但在原料总硫含量为10001000~~3000μg/g3000μg/g情况下,选择氧化反应也有很高的活性与选择性,在情况下,选择氧化反应也有很高的活性与选择性,在流程中不需加氢精制工序流程中不需加氢精制工序 三、延迟焦化液体产品三、延迟焦化液体产品 •延迟焦化液体产品是延迟焦化装置所得各延迟焦化液体产品是延迟焦化装置所得各种液体产品的总称,一般常切割为焦化石种液体产品的总称,一般常切割为焦化石脑油脑油( (或称焦化汽油或称焦化汽油) )、焦化柴油和焦化蜡、焦化柴油和焦化蜡油油 延迟焦化石脑油的加工和应用延迟焦化石脑油的加工和应用•延迟焦化中很少有异构化、芳构化等反应,所以延迟焦化中很少有异构化、芳构化等反应,所以焦化石脑油产物中其中正构烃比催化裂化汽油、焦化石脑油产物中其中正构烃比催化裂化汽油、加氢裂化石脑油含量高,异构烷烃及芳烃含量相加氢裂化石脑油含量高,异构烷烃及芳烃含量相应稍低,因此焦化汽油辛烷值较低。

      应稍低,因此焦化汽油辛烷值较低•国外轻焦化石脑油一般用作国外轻焦化石脑油一般用作C C5 5、、C C6 6异构化原料重异构化原料重焦化石脑油加氢后大多掺入重整料焦化石脑油加氢后大多掺入重整料 焦化石脑油与催化汽油、加氢裂化石脑油比较焦化石脑油与催化汽油、加氢裂化石脑油比较 中国乙烯裂解原料构成和收率变化中国乙烯裂解原料构成和收率变化焦化石脑油用作裂解制乙烯原料焦化石脑油用作裂解制乙烯原料 焦化石脑油和焦化柴油与相应直馏馏份对比焦化石脑油和焦化柴油与相应直馏馏份对比 加氢焦化石脑油和柴油与相应直馏油裂解产品比较加氢焦化石脑油和柴油与相应直馏油裂解产品比较 焦化石脑油用作催化重整原料焦化石脑油用作催化重整原料•焦化石脑油与相应直馏石脑油相比,硫、氮等杂焦化石脑油与相应直馏石脑油相比,硫、氮等杂质含量要高许多为达到重整原料杂质限量的严质含量要高许多为达到重整原料杂质限量的严格要求,需采用如下措施:格要求,需采用如下措施:–在掺入直馏石脑油之前,焦化石脑油自身先经过加氢在掺入直馏石脑油之前,焦化石脑油自身先经过加氢精制;精制;–因芳烃潜含量低,加氢后焦化石脑油掺入到直馏石脑因芳烃潜含量低,加氢后焦化石脑油掺入到直馏石脑油的比例要受到限制,一般为油的比例要受到限制,一般为<30%<30%;;–直馏石脑油与加氢焦化石脑油的混合油有时因硫、氮直馏石脑油与加氢焦化石脑油的混合油有时因硫、氮含量仍然超标,还需按原来加工直馏石脑油的方法再含量仍然超标,还需按原来加工直馏石脑油的方法再次进行重整预加氢。

      次进行重整预加氢 加氢焦化石脑油特点加氢焦化石脑油特点•焦化石脑油加氢后,烯烃已被饱和,芳烃焦化石脑油加氢后,烯烃已被饱和,芳烃由于部分饱和而减少,链烷烃和环烷烃相由于部分饱和而减少,链烷烃和环烷烃相应增加•加氢焦化石脑油与直馏石脑油相比,环烷加氢焦化石脑油与直馏石脑油相比,环烷烃及芳烃含量都较低,说明芳烃潜含量低烃及芳烃含量都较低,说明芳烃潜含量低于直馏石脑油于直馏石脑油 直馏石脑油与加氢焦化石脑油对比直馏石脑油与加氢焦化石脑油对比 掺炼加氢焦化石脑油的催化重整结果掺炼加氢焦化石脑油的催化重整结果 •随随着着加加氢氢焦焦化化石石脑脑油油掺掺入入量量增增加加,,原原料料中中芳烃潜含量下降,导致纯氢产率减少芳烃潜含量下降,导致纯氢产率减少•工工业业试试验验结结果果表表明明,,重重整整原原料料中中掺掺入入35%的的加加氢氢焦焦化化石石脑脑油油是是可可行行的的,,扩扩充充了了重重整整原料来源原料来源 延迟焦化柴油的加工和应用延迟焦化柴油的加工和应用•焦焦化化柴柴油油烷烷烃烃含含量量、、十十六六烷烷值值均均高高于于催催化化裂裂化化柴柴油油,,但但低低于于加加氢氢裂裂化化柴柴油油,,加加氢氢后后是是较较好好的的车车用用柴柴油油组组分。

      分•从从柴柴油油族族组组成成看看,,焦焦化化柴柴油油烷烷烃烃含含量量居居中中;;加加氢氢裂裂化化柴柴油油的的烷烷烃烃含含量量最最高高,,十十六六烷烷指指数数也也最最高高;;催催化化柴油芳烃含量高,十六烷指数最低柴油芳烃含量高,十六烷指数最低•从从烷烷烃烃含含量量和和十十六六烷烷指指数数看看,,焦焦化化柴柴油油的的质质量量都都要要优于催化柴油,但杂质含量高,需要加氢精制优于催化柴油,但杂质含量高,需要加氢精制 焦化柴油与催化柴油、加氢裂化柴油比较焦化柴油与催化柴油、加氢裂化柴油比较 延迟焦化蜡油的加工和应用延迟焦化蜡油的加工和应用•焦化蜡油主要用作催化裂化、加氢裂化和延迟焦焦化蜡油主要用作催化裂化、加氢裂化和延迟焦化循环的原料,以生产轻质石油产品化循环的原料,以生产轻质石油产品•焦化蜡油组成和性质与直馏蜡油有差异焦化蜡油组成和性质与直馏蜡油有差异•催化裂化和加氢裂化加工焦化蜡油时,一般与直催化裂化和加氢裂化加工焦化蜡油时,一般与直馏蜡油掺炼馏蜡油掺炼 不同减压渣油焦化蜡油性质不同减压渣油焦化蜡油性质(循环比均为循环比均为0.4)0.4) •中东渣油和大庆渣油相比,前者饱和烃含量少、中东渣油和大庆渣油相比,前者饱和烃含量少、残炭、硫含量高,因而其焦化蜡油在馏程相近的残炭、硫含量高,因而其焦化蜡油在馏程相近的情况下,中东焦化蜡油密度大,硫含量高。

      情况下,中东焦化蜡油密度大,硫含量高•大庆焦化蜡油与其它三个焦化蜡油相比,硫、氮大庆焦化蜡油与其它三个焦化蜡油相比,硫、氮含量低,甚至可以不经过加氢精制用作催化裂化含量低,甚至可以不经过加氢精制用作催化裂化和加氢裂化的掺炼原料,而中东焦化蜡油因含硫和加氢裂化的掺炼原料,而中东焦化蜡油因含硫量量高必须加氢后才能加以利用高必须加氢后才能加以利用•辽河和管输焦化蜡油含氮量远比中东、大庆油高,辽河和管输焦化蜡油含氮量远比中东、大庆油高,催化加工的难度也大得多催化加工的难度也大得多 焦化蜡油和直馏蜡油的组成比较焦化蜡油和直馏蜡油的组成比较 焦化蜡油和直馏蜡油的组成比较焦化蜡油和直馏蜡油的组成比较 •焦化蜡油和直馏蜡油比较焦化蜡油和直馏蜡油比较–饱和烃含量低饱和烃含量低–芳烃含量高,特别是重芳烃含量高芳烃含量高,特别是重芳烃含量高–胶质含量高胶质含量高•几种焦化蜡油比较几种焦化蜡油比较–饱和烃含量:辽河焦蜡饱和烃含量:辽河焦蜡< <管输焦蜡管输焦蜡< <大庆焦蜡大庆焦蜡–结结构构参参数数::大大庆庆焦焦化化蜡蜡油油芳芳碳碳率率低低,,辽辽河河焦焦化化蜡油环烷碳率高蜡油环烷碳率高–总环数:辽河焦化蜡油总环数:辽河焦化蜡油> >管输焦蜡管输焦蜡> >大庆焦蜡大庆焦蜡 延迟焦化循环比对产品性质的影响延迟焦化循环比对产品性质的影响 •循环比对焦化产品性质的影响主要体现在焦化蜡油性质的循环比对焦化产品性质的影响主要体现在焦化蜡油性质的改变。

      改变•国外炼厂在加工含硫渣油时多推荐延迟焦化超低循环比或国外炼厂在加工含硫渣油时多推荐延迟焦化超低循环比或零循环比操作方式,最大量生产液体产品,以减少含硫焦零循环比操作方式,最大量生产液体产品,以减少含硫焦的产量–超低循环比或零循环比操作的主要问题是焦化蜡油馏超低循环比或零循环比操作的主要问题是焦化蜡油馏分变重,金属、残炭和沥青质含量都较高,对下游催分变重,金属、残炭和沥青质含量都较高,对下游催化加工过程带来困难化加工过程带来困难–国外炼厂氢气比较富余,加氢精制装置较多国外炼厂氢气比较富余,加氢精制装置较多 •国内国内延迟焦化装置常采用高循环比操作以延迟焦化装置常采用高循环比操作以转化焦化蜡油转化焦化蜡油 –国内原油含硫低,沥青质含量少,但因焦化蜡国内原油含硫低,沥青质含量少,但因焦化蜡油氮含量高,下游催化加工中焦化蜡油掺入量油氮含量高,下游催化加工中焦化蜡油掺入量受到受到限制–炼厂氢气来源不足,我国焦化蜡油加氢精制装炼厂氢气来源不足,我国焦化蜡油加氢精制装置较少–加工进口含硫原油,应尽量采用较小的循环比加工进口含硫原油,应尽量采用较小的循环比操作 延迟焦化循环比对产品性质的影响延迟焦化循环比对产品性质的影响 •零零循循环环比比操操作作的的潜潜在在益益处处取取决决于于下下游游加加氢氢工工艺艺或或转转化化装装置置能能否否经经济济地地承承受受焦焦化化液液体体产产物物中中超超重重焦焦化蜡油部分的杂质含量。

      化蜡油部分的杂质含量–如如果果下下游游重重焦焦化化蜡蜡油油加加工工装装置置是是加加氢氢裂裂化化,,那那么么就就需需要要循循环环操操作作焦焦化化采采用用的的循循环环比比取取决决于于所所使使用用的的加加氢氢裂化技术裂化技术–当当焦焦化化装装置置是是从从沥沥青青生生产产合合成成原原油油的的联联合合装装置置中中的的一一部部分分时时,,重重焦焦化化蜡蜡油油/ /超超重重焦焦蜡蜡油油质质量量问问题题可可能能就就不不那那么重要 •超重焦化蜡油(超重焦化蜡油(XHCGOXHCGO)是零循环比焦化操作分馏)是零循环比焦化操作分馏塔底产物,一般与较轻的重焦化蜡油分开收集塔底产物,一般与较轻的重焦化蜡油分开收集超重焦化蜡油捕集焦炭塔油气中携带的焦粉超重焦化蜡油捕集焦炭塔油气中携带的焦粉–在有分馏塔焦粉回收系统的循环操作中,这些焦粉通在有分馏塔焦粉回收系统的循环操作中,这些焦粉通过加热炉辐射进料泵直接打回焦炭塔过加热炉辐射进料泵直接打回焦炭塔–在零循环比操作时,这些超重焦化蜡油要被送出装置,在零循环比操作时,这些超重焦化蜡油要被送出装置,因此焦化蜡油在贮藏或下游加工之前必需除去焦粉因此焦化蜡油在贮藏或下游加工之前必需除去焦粉。

      •由于超重焦化蜡油是在洗涤区生成的液体,因此由于超重焦化蜡油是在洗涤区生成的液体,因此它的组成受焦炭塔油气中全馏分范围的影响,而它的组成受焦炭塔油气中全馏分范围的影响,而且重焦化蜡油和超重焦化蜡油之间的有效分馏也且重焦化蜡油和超重焦化蜡油之间的有效分馏也受到制约受到制约•超重焦化蜡油具有高中平均沸点,产生于焦化分超重焦化蜡油具有高中平均沸点,产生于焦化分馏塔中最热的区域馏塔中最热的区域因此这种物流的任何波动量因此这种物流的任何波动量都会因自由基的缩合反应而造成结焦都会因自由基的缩合反应而造成结焦 焦化蜡油加氢精制生产催化裂化原料焦化蜡油加氢精制生产催化裂化原料 –随着原油随着原油变变重和原油加工深度提高,催化裂化重和原油加工深度提高,催化裂化原料正向重质化和多样化发展原料正向重质化和多样化发展–焦化蜡油作为催化裂化原料,已成为扩大催化焦化蜡油作为催化裂化原料,已成为扩大催化原料来源和挖潜增效的重要途径原料来源和挖潜增效的重要途径 –焦化蜡油饱和烃含量高,杂质不多时,可以直焦化蜡油饱和烃含量高,杂质不多时,可以直接掺入催化料,但掺入量要有限制接掺入催化料,但掺入量要有限制–多数焦化蜡油与相应直馏蜡油相比含有较多杂多数焦化蜡油与相应直馏蜡油相比含有较多杂质,需要加氢精制后才能利用。

      质,需要加氢精制后才能利用 几种原油直馏蜡油和焦化蜡油性质比较几种原油直馏蜡油和焦化蜡油性质比较 氮化物对催化裂化的影响氮化物对催化裂化的影响•蜡蜡油油所所含含的的氮氮化化物物比比硫硫化化物物对对催催化化转转化化影影响响要要大大,,并并且且加加氢脱氮要比脱硫困难得多氢脱氮要比脱硫困难得多•氮氮化化物物可可引引起起裂裂化化催催化化剂剂污污染染和和中中毒毒,,降降低低FCCFCC液液态态产产品品的收率和质量的收率和质量•氮氮化化物物分分为为碱碱性性氮氮化化物物和和非非碱碱性性氮氮化化物物碱碱性性氮氮化化物物主主要要是吡啶、喹啉等;非碱性氮化物主要是吲哚等是吡啶、喹啉等;非碱性氮化物主要是吲哚等–裂裂化化催催化化剂剂的的活活性性中中心心容容易易和和碱碱性性氮氮化化物物作作用用,,使使催催化剂活性下降化剂活性下降–研研究究表表明明,,当当碱碱性性氮氮化化物物含含量量大大于于0.09%0.09%时时,,会会造造成成催催化剂活性显著下降化剂活性显著下降 碱氮含量对催化产物分布影响碱氮含量对催化产物分布影响 •丹麦哈杜尔-托普索(丹麦哈杜尔-托普索(TopsoeTopsoe)公司认为,一般进料中氮)公司认为,一般进料中氮含量每增加含量每增加100μg/g100μg/g,转化率降低,转化率降低0.3w%0.3w%~~0.5w%0.5w%,汽油体,汽油体积收率损失和转化率损失比例接近积收率损失和转化率损失比例接近1∶11∶1,汽油溴价约增加,汽油溴价约增加2 2~~3 3个单位。

      个单位•EngelhardEngelhard公司认为,总氮含量小于公司认为,总氮含量小于2000μg/g2000μg/g时,每增加时,每增加100μg/g100μg/g氮含量会使转化率损失氮含量会使转化率损失0.7w%0.7w%~~0.9w%0.9w%左右•美国油页岩(美国油页岩(TOSCOTOSCO)公司指出,瓦斯油碱氮含量每增加)公司指出,瓦斯油碱氮含量每增加100μg/g100μg/g,转化率下降,转化率下降1w%1w%,汽油溴价增加,汽油溴价增加2-32-3个单位碱个单位碱氮含量大于氮含量大于500μg/g500μg/g时,对操作就有明显影响时,对操作就有明显影响 芳烃含量对催化产品分布的影响芳烃含量对催化产品分布的影响 •芳烃比烷烃难裂化,特别是二环以上芳烃芳烃比烷烃难裂化,特别是二环以上芳烃和胶质容易在裂化催化剂上生和胶质容易在裂化催化剂上生成成积炭,影积炭,影响响催化裂化转化率和汽油产率催化裂化转化率和汽油产率•焦化蜡油的多环芳烃比同馏程的直馏蜡油焦化蜡油的多环芳烃比同馏程的直馏蜡油高得多富含多环芳烃的焦化蜡油原料,富含多环芳烃的焦化蜡油原料,虽然总芳烃含量较少,但二环以上芳烃多,虽然总芳烃含量较少,但二环以上芳烃多,所以汽油产率低,焦炭产率高。

      所以汽油产率低,焦炭产率高 芳烃含量对催化产品分布的影响芳烃含量对催化产品分布的影响 其它杂质的影响其它杂质的影响•原原料料中中的的含含硫硫化化合合物物可可引引起起设设备备腐腐蚀蚀,,金金属属化化合合物也可引起催化剂中毒物也可引起催化剂中毒–焦焦化化蜡蜡油油在在进进入入催催化化裂裂化化之之前前最最好好进进行行加加氢氢精精制制,,脱脱除除硫硫、、氮氮,,使使芳芳烃烃得得到到一一定定程程度度的的饱饱和和,,提提高高氢氢含含量量,,增加可裂化组分,达到提高轻质油收率的目的增加可裂化组分,达到提高轻质油收率的目的–如如果果焦焦化化蜡蜡油油不不加加氢氢精精制制,,则则在在催催化化裂裂化化原原料料中中掺掺入入量一般不超过量一般不超过20w%20w% 25w%25w% 焦化蜡油加氢精制及催化裂化结果焦化蜡油加氢精制及催化裂化结果 焦化蜡油加氢精制及催化裂化结果焦化蜡油加氢精制及催化裂化结果 典型焦化蜡油加氢精制前后催化产率比较典型焦化蜡油加氢精制前后催化产率比较 焦化蜡油加氢精制生产加氢裂化原料焦化蜡油加氢精制生产加氢裂化原料 •加氢裂化使用焦化蜡油作为原料加氢裂化使用焦化蜡油作为原料,可以,可以多产优质多产优质中间馏份油,提高柴汽中间馏份油,提高柴汽比比。

      –焦化蜡油含有较多杂质,特别焦化蜡油含有较多杂质,特别是氮含量是氮含量高,所高,所以以焦化蜡油直接掺入加氢裂化原料时,焦化蜡油直接掺入加氢裂化原料时,加入量加入量一般限制一般限制10%10%以内–经过加氢精制的焦化蜡油在加氢裂化原料中的经过加氢精制的焦化蜡油在加氢裂化原料中的比例可以提高比例可以提高 •加氢裂化工艺流程中包括加氢精制段和加氢裂化加氢裂化工艺流程中包括加氢精制段和加氢裂化段两部分段两部分–在进入加氢裂化段之前,先将原料在加氢精制段进行在进入加氢裂化段之前,先将原料在加氢精制段进行加氢精制,脱除有机硫、氮化合物及其它杂质,并使加氢精制,脱除有机硫、氮化合物及其它杂质,并使部分芳烃加氢饱和部分芳烃加氢饱和–一般加氢裂化段进料要求氮含量小于一般加氢裂化段进料要求氮含量小于10μμg/g若加氢精若加氢精制油氮含量高时,可提高操作温度来保持加氢裂化催制油氮含量高时,可提高操作温度来保持加氢裂化催化剂活性,但会缩短催化剂的化剂活性,但会缩短催化剂的寿命寿命,产品选择性变差产品选择性变差 焦化蜡油中焦粉的影响焦化蜡油中焦粉的影响•焦焦化化蜡蜡油油携携带带微微小小的的焦焦粉粉颗颗粒粒,,含含量量通通常常在在200200~~300μg/g300μg/g。

      –据据估估算算,,如如果果800kt/a800kt/a加加氢氢裂裂化化装装置置直直接接掺掺炼炼10%10%焦焦化化蜡蜡油油,,则则每每年年累累计计带带入入焦焦粉粉达达1616~~24t24t,,它它们们被被截截留留在在精制催化剂床层顶部精制催化剂床层顶部–焦焦化化蜡蜡油油中中含含有有烯烯烃烃等等杂杂质质,,在在储储罐罐中中与与空空气气接接触触后后,,也容易缩合为胶质也容易缩合为胶质–造成加氢反应器压降上升,影响装置正常运转造成加氢反应器压降上升,影响装置正常运转 解决措施解决措施•在焦化分馏塔进料段加洗涤措施;在焦化分馏塔进料段加洗涤措施;•在加氢反应器上部装填活性支撑物,使烯在加氢反应器上部装填活性支撑物,使烯烃在缩合前先被加氢饱和;烃在缩合前先被加氢饱和;•设置有反冲洗机构的过滤设备;设置有反冲洗机构的过滤设备;•贮罐加惰性气体保护措施贮罐加惰性气体保护措施 焦化蜡油溶剂抽提生产催化裂化原料焦化蜡油溶剂抽提生产催化裂化原料 •采采用用溶溶剂剂抽抽提提的的方方法法可可脱脱除除焦焦化化蜡蜡油油中中重重芳芳烃烃和和硫硫、、氮氮化化合合物物等等杂杂质质,,以以改改善善其其性性质质;;同同时时溶溶剂剂抽抽提提的的抽抽出出物物有有较较高的重芳烃含量,有进一步利用的可能。

      高的重芳烃含量,有进一步利用的可能•目目前前延延迟迟焦焦化化装装置置为为了了提提高高焦焦化化蜡蜡油油收收率率,,常常采采用用降降低低循循环环比比或或单单程程操操作作((零零循循环环比比))方方案案,,焦焦化化蜡蜡油油质质量量变变差差,,杂杂质质含含量量增增加加,,用用溶溶剂剂抽抽提提方方法法可可改改善善焦焦化化蜡蜡油油作作为为催催化化裂化料的性质裂化料的性质 管输原油焦化蜡油溶剂抽提试验结果管输原油焦化蜡油溶剂抽提试验结果 焦化蜡油溶剂抽提生产加氢裂化原料焦化蜡油溶剂抽提生产加氢裂化原料 •焦焦化化蜡蜡油油经经溶溶剂剂抽抽提提后后可可作作加加氢氢裂裂化化的的原原料料 –焦焦化化蜡蜡油油抽抽余余油油性性质质得得到到改改善善,,可可优优于于直直馏馏蜡蜡油油,成为较好的加氢裂化原料成为较好的加氢裂化原料 项 目 直馏 蜡油 焦化 蜡油 焦化蜡油 溶剂抽余油 溶剂抽余油收率 /% - - 78.1 密度( 20℃) /g/cm3 0.9102 0.9031 0.8949 残炭/w% 0.14 0.11 0.10 硫含量 /μg/g 2040 2620 1490 氮含量 /μg/g 1911 6256 1317 饱和烃 /w% 68.1 59.0 74.3 芳 烃/w% 27.2 32.0 21.5 胶质+沥青质 /w% 4.7 9.0 4.2 加氢裂化产品分布比较加氢裂化产品分布比较 加氢裂化产品性质对比加氢裂化产品性质对比 焦化蜡油抽余油与直馏蜡油加氢裂化对比焦化蜡油抽余油与直馏蜡油加氢裂化对比 •在相同的操作条件下,焦化蜡油抽余油在加氢在相同的操作条件下,焦化蜡油抽余油在加氢精精制段之后,制段之后,氮含量略低于直馏蜡油,为氮含量略低于直馏蜡油,为5.5μg/g5.5μg/g。

      液体收率为液体收率为95.6%95.6%,与直馏蜡油相近与直馏蜡油相近•所得石脑油的芳烃潜含量为所得石脑油的芳烃潜含量为49.0%49.0%,低于直馏蜡油所得石,低于直馏蜡油所得石脑油脑油6.66.6个百分点,但仍为良好的催化重整原料;个百分点,但仍为良好的催化重整原料;•柴油十六烷值为柴油十六烷值为5353,是,是柴柴油的优质调合组分;油的优质调合组分;•尾油的尾油的BMCIBMCI值为值为9.49.4,是蒸汽裂解制乙烯的优质原料是蒸汽裂解制乙烯的优质原料 (四)延迟焦化固体产品(四)延迟焦化固体产品——石油焦石油焦•延延迟迟焦焦化化的的固固态态产产品品是是石石油油焦焦,,外外观观为为形形状状不不规规则则、、具具有有金金属属光光泽泽、、黑黑色色或或暗暗灰灰色色固固体体, ,有有发发达达的的孔隙结构孔隙结构•石石油油焦焦的的主主要要成成分分是是炭炭青青质质,,并并含含有有一一定定量量的的挥挥发份、灰分发份、灰分•石石油油焦焦的的元元素素组组成成为为碳碳9090%%~~9797%%,,氢氢1.51.5%%~~8.08.0%,%,此外还含有此外还含有硫、氮、氧和金属等硫、氮、氧和金属等 •石油焦具有独特的理化性能和机械性能石油焦具有独特的理化性能和机械性能–氧化燃烧及发热性能氧化燃烧及发热性能–在腐蚀性介质中的化学安定性和热安定性在腐蚀性介质中的化学安定性和热安定性–较低的热膨胀系数较低的热膨胀系数–足够高的机械强度足够高的机械强度–较高的电导率和热导率较高的电导率和热导率–良好的弹塑特性良好的弹塑特性–较强的核辐射安定性等较强的核辐射安定性等 •延迟焦化石油延迟焦化石油焦按物理结构大体可分为焦按物理结构大体可分为海绵焦、海绵焦、针状焦和弹丸焦针状焦和弹丸焦三三类。

      类•大部分大部分延迟焦化装置原料含低到中等浓度的沥青延迟焦化装置原料含低到中等浓度的沥青质,生产的是海绵焦质,生产的是海绵焦•用高芳烃原料用高芳烃原料生产的生产的石油焦具有由中间相小球体石油焦具有由中间相小球体形成的纤维状或针状纹理走向的晶态结构,称为形成的纤维状或针状纹理走向的晶态结构,称为针状焦•弹丸焦为高沥青质、高金属含量原料焦化形成的弹丸焦为高沥青质、高金属含量原料焦化形成的焦炭 石油焦分类石油焦分类•普通焦(海绵焦)普通焦(海绵焦)–电极焦电极焦•低硫渣油和蜡油原料用于生产电炉炼钢的普通功率电低硫渣油和蜡油原料用于生产电炉炼钢的普通功率电极•低硫渣油原料用于生产炼铝阳极低硫渣油原料用于生产炼铝阳极–燃料焦燃料焦•高硫、高金属原料锅炉燃料,水泥生产等高硫、高金属原料锅炉燃料,水泥生产等•针状焦针状焦–催化裂化澄清油、润滑油抽出油、乙烯焦油、蜡油等低硫,催化裂化澄清油、润滑油抽出油、乙烯焦油、蜡油等低硫,富含三、四环芳烃芳烃的原料富含三、四环芳烃芳烃的原料用于生产电炉炼钢的高功率用于生产电炉炼钢的高功率和超高功率电极和超高功率电极•弹丸焦弹丸焦–高沥青质、高金属含量原料,高油气线速;非正常操作。

      滚高沥青质、高金属含量原料,高油气线速;非正常操作滚珠大小到篮球大小珠大小到篮球大小造成操作问题,无市场需求尽量避免造成操作问题,无市场需求尽量避免 海绵焦 针状焦 弹丸焦 普通焦和针状焦的晶态结构特征比较普通焦和针状焦的晶态结构特征比较 各国石油焦产量及近年变化情况各国石油焦产量及近年变化情况 石油焦的来源石油焦的来源•几几乎乎95%的石油焦来自延迟焦化装置;的石油焦来自延迟焦化装置;•其余其余5%来自灵活焦化和流化焦化装置来自灵活焦化和流化焦化装置•含硫量大于或等于含硫量大于或等于3%的含硫石油焦在世界的含硫石油焦在世界石油焦产量中占较大比例,占石油焦总产石油焦产量中占较大比例,占石油焦总产量的量的64% 2003年世界石油焦的生产年世界石油焦的生产10106 6吨吨/ /年年 世界石油焦产量增长趋势世界石油焦产量增长趋势•由于原油变重,今后世界石油焦产量的增长将大于由于原油变重,今后世界石油焦产量的增长将大于世界原油加工量的增长世界原油加工量的增长–世界原油加工量最高的美国生产统计,原油加工量每年世界原油加工量最高的美国生产统计,原油加工量每年增长增长1.3%1.3%,石油焦产量每年增长,石油焦产量每年增长4.4%4.4%。

      –高硫石油焦产量增长较快高硫石油焦产量增长较快–到到2010年,世界石油焦增长产量的年,世界石油焦增长产量的90%为高硫石油焦为高硫石油焦–世界高硫石油焦占世界石油焦总产量的比例,从世界高硫石油焦占世界石油焦总产量的比例,从1997年年的的64%,将增长到,将增长到2010年的年的72%–低硫石油焦的产量预计不会有明显增长低硫石油焦的产量预计不会有明显增长 我国历年石油焦产量我国历年石油焦产量 年 份 石油焦产量,万 t/a 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2002 2005 2010 203 240 291 320 357 392 502 964 2080 石油焦的质量标准石油焦的质量标准•石油焦没有国际统一的质量标准及测试方法我石油焦没有国际统一的质量标准及测试方法我国现用普通石油焦的标准属于石油化工行业标准,国现用普通石油焦的标准属于石油化工行业标准,编号为编号为SH0527-92 –该标准中的一级品和合格品中的该标准中的一级品和合格品中的1A和和1B焦适用于炼钢焦适用于炼钢工业中制作普通功率石墨电极,也适用于炼铝工业中工业中制作普通功率石墨电极,也适用于炼铝工业中制作铝用炭素。

      制作铝用炭素–合格品中合格品中2A和和2B焦炭用于炼铝工业中制作铝用炭素焦炭用于炼铝工业中制作铝用炭素–合格品中合格品中3A和和3B焦炭用于化学工业中制作碳化物或作焦炭用于化学工业中制作碳化物或作燃料 我国延迟石油焦我国延迟石油焦(生焦生焦)的石化行业标准的石化行业标准 国内外石油焦的质量国内外石油焦的质量67351078140120哈氏可磨指数19564.429212660.4357Fe ,µg/g 76292.5168716121.4710V,µg/g 3.40.610.58.30.215.3水分,w%0.640.161.040.180.060.36灰分,w%10.29.613.210.76.817.6挥发分,w%4.721.618.081.980.735.96硫,w% 平均低高平均低高进口国内石油焦来源 各公司针状焦质量要求各公司针状焦质量要求 不同原料生产针状焦性质不同原料生产针状焦性质CTE:热膨胀系数:热膨胀系数 石油焦的煅烧石油焦的煅烧•延迟焦化装置生产的石油延迟焦化装置生产的石油焦焦一般一般为生焦,为生焦,经过煅烧,成为熟焦,用于生产冶炼用电经过煅烧,成为熟焦,用于生产冶炼用电极等产品。

      极等产品•熟焦含挥发分和水分少,而焦炭中金属和熟焦含挥发分和水分少,而焦炭中金属和硫含量则取决于焦化原料的质量硫含量则取决于焦化原料的质量 •石油焦通常在燃气的旋转窑内,在石油焦通常在燃气的旋转窑内,在1200~~1350℃℃煅烧除去水分、挥发分,增加焦炭结构的密度、煅烧除去水分、挥发分,增加焦炭结构的密度、物理强度,并增加材料的导电率物理强度,并增加材料的导电率•煅烧后的熟焦硬度高、密度大、氢含量低、导电煅烧后的熟焦硬度高、密度大、氢含量低、导电率良好•具有上述性质,同时金属、灰分含量低的煅烧焦具有上述性质,同时金属、灰分含量低的煅烧焦是炼铝用阳极或炼钢电极的最佳材料是炼铝用阳极或炼钢电极的最佳材料 世界石油焦使用情况世界石油焦使用情况 我国石油焦用途分布我国石油焦用途分布 石油焦的主要应用技术石油焦的主要应用技术•石油焦用作工业锅炉燃料石油焦用作工业锅炉燃料•石油焦制作焦炭水浆燃料石油焦制作焦炭水浆燃料•循环流化床循环流化床(CFB)锅炉处理高硫石油焦锅炉处理高硫石油焦•石油焦用于高炉炼铁石油焦用于高炉炼铁•石油焦用于金属铸造石油焦用于金属铸造•石油焦用于铝用炭阳极石油焦用于铝用炭阳极•石油焦用于生产活性炭石油焦用于生产活性炭•石油焦用于生产电石石油焦用于生产电石•石油焦用于生产研磨材料金刚砂石油焦用于生产研磨材料金刚砂•石油焦用于制造核工业及国防工业用特种炭素材料石油焦用于制造核工业及国防工业用特种炭素材料•石油焦用于钛白粉生产石油焦用于钛白粉生产 石油焦用作工业锅炉燃料石油焦用作工业锅炉燃料 •目前我国工业锅炉燃料仍以烟煤和无烟煤目前我国工业锅炉燃料仍以烟煤和无烟煤为主。

      为主•石油焦可以取代部分煤作为工业锅炉燃料石油焦可以取代部分煤作为工业锅炉燃料 石油焦用作工业锅炉燃料石油焦用作工业锅炉燃料•石石油油焦焦固固定定炭炭含含量量高高于于烟烟煤煤和和无无烟烟煤煤,,水水分分含含量量低于烟煤和无烟煤,低于烟煤和无烟煤,燃烧热值高燃烧热值高;;•石石油油焦焦挥挥发发份份介介于于烟烟煤煤与与无无烟烟煤煤之之间间,,燃燃着着温温度度与与燃燃烧烧难难易易程程度度也也介介于于烟烟煤煤与与无无烟烟煤煤之之间间,,易易于于燃烧;燃烧;•石石油油焦焦的的灰灰分分比比烟烟煤煤和和无无烟烟煤煤都都少少,,有有利利于于燃燃烧烧完全,并使烟气排灰尘量少,锅炉设备磨损减轻完全,并使烟气排灰尘量少,锅炉设备磨损减轻 石油焦和煤对比石油焦和煤对比 石油焦用作工业锅炉燃料•锅锅炉炉原原设设计计使使用用无无烟烟煤煤,,则则可可用用石石油油焦焦全全部取代无烟煤部取代无烟煤•锅炉原设计使用烟煤,约可掺烧锅炉原设计使用烟煤,约可掺烧30%30%石油焦石油焦•烧煤块和烧煤粉的锅炉都可烧石油焦烧煤块和烧煤粉的锅炉都可烧石油焦–但但烧烧煤煤块块的的锅锅炉炉不不能能单单独独烧烧石石油油焦焦,,因因为为石石油油焦焦灰灰渣渣少少,,红红热热的的焦焦炭炭与与炉炉箅箅直直接接接接触触,,易易烧烧坏设备。

      坏设备 石油焦用作工业锅炉燃料石油焦用作工业锅炉燃料•石油焦用作燃料时应注意其中硫含量石油焦用作燃料时应注意其中硫含量•硫燃烧后转化成硫燃烧后转化成SOx,会造成大气污染,并,会造成大气污染,并腐蚀设备,特别是高硫石油焦,这使其直腐蚀设备,特别是高硫石油焦,这使其直接用作燃料受到限制接用作燃料受到限制•采取烟气脱硫技术,或控制其在煤中掺烧采取烟气脱硫技术,或控制其在煤中掺烧比例,使污染物的排放控制在环境保护允比例,使污染物的排放控制在环境保护允许的范围之内许的范围之内 石油焦制作焦炭水浆燃料石油焦制作焦炭水浆燃料 –我国从我国从20世纪世纪80年代初开始,先后建成了年代初开始,先后建成了3座座25万万t/a煤水浆制备厂,并完成一系列示范项目煤水浆制备厂,并完成一系列示范项目–1995年在山东白洋河电厂年在山东白洋河电厂230t/h燃煤锅炉上成燃煤锅炉上成功试烧煤水浆,已通过国家鉴定功试烧煤水浆,已通过国家鉴定 –石科院从石科院从20世纪世纪80年代开始研究硬沥青水浆的年代开始研究硬沥青水浆的制备及燃用技术,进而发展到焦炭水浆的制备及燃用技术,进而发展到焦炭水浆的应用应用技术,并进行过工业试验,但目前尚未进行工技术,并进行过工业试验,但目前尚未进行工业应用。

      业应用 •焦焦炭炭水水浆浆燃燃料料主主要要由由石石油油焦焦、、水水、、乳乳化化剂剂和稳定剂组成和稳定剂组成–粉粉碎碎的的石石油油焦焦颗颗粒粒表表面面在在乳乳化化剂剂和和稳稳定定剂剂的的存存在在下下,,经经过过高高剪剪切切速速率率的的搅搅动动,,与与水水分分子子连连接接起起来来,,形形成成双双电电层层结结构构,,阻阻碍碍了了石石油油焦焦粒粒子子间间的的相相互互碰碰撞撞和和凝凝聚聚,,使使它它们们稳稳定定地地分分散散在在水水中中,,成为能液态流动的锅炉燃料成为能液态流动的锅炉燃料 循环流化床循环流化床(CFB)锅炉处理高硫石油焦锅炉处理高硫石油焦 •高硫石油焦中含有较多的硫、氮等杂质,高硫石油焦中含有较多的硫、氮等杂质,燃烧时转化成燃烧时转化成SO2和和NOx等,其应用受到很等,其应用受到很大限制 –循环流化床锅炉燃烧效率较一般工业锅炉高,循环流化床锅炉燃烧效率较一般工业锅炉高,并可以在燃烧过程中脱除大部分硫、氮化合物,并可以在燃烧过程中脱除大部分硫、氮化合物,大大减少大大减少SO22和和NOx排放量 CFB锅炉主要特点锅炉主要特点 •燃烧效率高燃烧效率高 –具有流化床燃烧和循环燃烧特点。

      流化床燃烧时在空气中成流化具有流化床燃烧和循环燃烧特点流化床燃烧时在空气中成流化状态,气固混合强烈,状态,气固混合强烈,传传热和传质较好,床层热和传质较好,床层可可达到均匀的温度达到均匀的温度分布和快速燃烧反应分布和快速燃烧反应–循环燃烧,把燃烧床排出的烟气采用旋风分离,除去未燃尽的焦循环燃烧,把燃烧床排出的烟气采用旋风分离,除去未燃尽的焦炭粉尘,又送回炉膛形成循环炭粉尘,又送回炉膛形成循环 •解决高硫焦出路解决高硫焦出路 –通过在燃烧室中投入石灰石,使燃烧生成的通过在燃烧室中投入石灰石,使燃烧生成的SOSO2 2变成石膏变成石膏(CaSO(CaSO4 4) ),,大大减少大大减少SOSO2 2排放量采用中温燃烧排放量采用中温燃烧(850(850~~900℃)900℃),使脱硫率可达,使脱硫率可达90%90%以上–同时由于在炉内进行分级燃烧,使形成同时由于在炉内进行分级燃烧,使形成NOxNOx产物减少一般产物减少一般CFBCFB锅锅炉排烟中炉排烟中SOSO2 2浓度小于浓度小于250mg/Nm250mg/Nm3 3,,NOxNOx浓度小于浓度小于200mg/Nm200mg/Nm3 3•连续操作,运行稳定连续操作,运行稳定 高硫石油焦用于水泥生产高硫石油焦用于水泥生产 •在在水水泥泥生生产产中中,,高高硫硫石石油油焦焦可可以以代代替替部部分分煤煤作作为为燃料燃料; ;•高高硫硫石石油油焦焦中中所所含含的的硫硫与与石石灰灰石石作作用用可可转转化化成成石石膏膏(CaSO(CaSO4 4) ),,代代替替原原来来水水泥泥中中必必需需加加入入的的调调凝凝剂剂,,从从而而使使高高硫硫石石油油焦焦中中的的可可燃燃组组分分和和硫硫都都能能得得到到合合理理利利用用,,为为高高硫硫石石油油焦焦的的应应用用找找到到一一个个很很好好的的利利用途径。

      用途径•高高硫硫石石油油焦焦在在世世界界各各国国水水泥泥生生产产中中都都得得到到广广泛泛应应用–据据19971997年年统统计计,,全全世世界界高高硫硫石石油油焦焦的的总总消消费费量量为为28.12Mt/a28.12Mt/a,,其其中中用用于于水水泥泥工工业业生生产产中中的的消消费费量量为为18.33Mt/a18.33Mt/a,占总消费量的,占总消费量的65.18%65.18% 石油焦用于高炉炼铁石油焦用于高炉炼铁 •主主要要用用在在高高炉炉中中冶冶炼炼铁铁矿矿石石,,使使之之加加热热熔熔融融,,并并还原为原铁,或称为生铁还原为原铁,或称为生铁–可可用用含含挥挥发发分分16%16%~~20%20%的的延延迟迟焦焦化化生生产产的的低低硫硫石石油油原原焦焦,,配配入入20%20%的的高高挥挥发发分分烟烟煤煤,,炼炼成成适适于于鼓鼓风风炉炉中中使使用用的焦炭–高高灰灰分分( (达达2.0%)2.0%)及及高高挥挥发发分分( (达达20%)20%)的的低低质质石石油油焦焦粉粉,,与与20%20%~~30%30%的的沥沥青青混混捏捏,,压压制制成成块块,,煅煅烧烧成成适适合合高高炉炉使用的炭砖衬块,也可供由铁矿石冶炼生产原铁使用。

      使用的炭砖衬块,也可供由铁矿石冶炼生产原铁使用–石石油油原原焦焦的的粒粒度度大大,,且且强强度度高高时时,,可可直直接接做做为为高高炉炉焦焦使用 石油焦用于金属铸造石油焦用于金属铸造•主要用于熔融金属进行浇铸机械部件等所需的加热主要用于熔融金属进行浇铸机械部件等所需的加热燃料燃料–可用于铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等金属铸造可用于铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等金属铸造 –使用石油焦配制并煅烧成致密焦,可大大降低生产费用,使用石油焦配制并煅烧成致密焦,可大大降低生产费用,并提高铸造产品的质量并提高铸造产品的质量–致密焦具有表观密度大、灰分含量低、孔隙度低及均匀致密焦具有表观密度大、灰分含量低、孔隙度低及均匀的微细炭体结构等特点的微细炭体结构等特点–美国和德国均使用石油焦美国和德国均使用石油焦50%、低挥发分煤、低挥发分煤25%、精选、精选无烟煤无烟煤12.5%及煤焦油沥青及煤焦油沥青12.5%,经混捏、压制、烧结、,经混捏、压制、烧结、焦化制成致密焦焦化制成致密焦 石油焦用于电炉冶金石油焦用于电炉冶金 •电炉冶金是在电炉中通过石墨电极输入电能,以电炉冶金是在电炉中通过石墨电极输入电能,以电极端部与炉料之间发生电弧放电为热源,进行电极端部与炉料之间发生电弧放电为热源,进行冶金的方法。

      冶金的方法•要要制制成成电电炉炉用用石石墨墨电电极极,,石石油油焦焦要要经经过过1300℃1300℃以以上上温温度度的的煅煅烧烧,,成成为为煅煅烧烧焦焦,,以以便便将将石石油油焦焦中中挥挥发发分分尽尽量量除除掉掉,,这这样样可可使使石石油油焦焦氢氢含含量量减减少少,,石石墨墨化化程程度度提提高高,,制制成成的的石石墨墨电电极极在在高高温温下下强强度度高高,,耐热性能好,比电阻小,导电性能得到改善耐热性能好,比电阻小,导电性能得到改善 •炼钢、炼铁用煅烧焦,除用作电极的主要炼钢、炼铁用煅烧焦,除用作电极的主要原材料外,还用于增加钢铁的碳含量在原材料外,还用于增加钢铁的碳含量在电炉中投入钢铁原料时,投入一定数量的电炉中投入钢铁原料时,投入一定数量的各种类型炭体,如煅烧焦、石墨或破碎的各种类型炭体,如煅烧焦、石墨或破碎的电极等,用于钢铁的炭化或渗碳电极等,用于钢铁的炭化或渗碳 •适用于钢铁工业中制作普通功率石墨电极的石油焦是我国适用于钢铁工业中制作普通功率石墨电极的石油焦是我国延迟焦化石油焦延迟焦化石油焦(生焦生焦)质量标准质量标准(SH0527-92)中的一级品或中的一级品或1A和和1B焦。

      焦–对硫含量的限制是由于电极在高温下操作时,硫会分解使电极晶对硫含量的限制是由于电极在高温下操作时,硫会分解使电极晶体膨胀石墨电极中硫含量越高,电炉耗电量就越大石墨电极中硫含量越高,电炉耗电量就越大–对灰分的限制是由于它会使电极机械强度降低,电阻系数提高,对灰分的限制是由于它会使电极机械强度降低,电阻系数提高,影响石墨化时孔隙度,灰分中的杂质会使钢铁质量变坏影响石墨化时孔隙度,灰分中的杂质会使钢铁质量变坏•在冶炼钢铁时,石墨电极是消耗品,每炼制在冶炼钢铁时,石墨电极是消耗品,每炼制1t钢锭需消耗钢锭需消耗石墨电极石墨电极2~~4kg,最多达,最多达6kg •高功率电炉炼钢和超高功率电炉炼钢是电炉炼钢高功率电炉炼钢和超高功率电炉炼钢是电炉炼钢技术的新发展,它对其电炉使用的电极质量和使技术的新发展,它对其电炉使用的电极质量和使用性能提出了更加严格的要求用性能提出了更加严格的要求•超高功率电极炼钢技术,使炼钢电炉输入功率成超高功率电极炼钢技术,使炼钢电炉输入功率成倍提高从而提高了炼制效率,缩短了冶炼时间,倍提高从而提高了炼制效率,缩短了冶炼时间,降低了电力及电极的消耗,使相同吨位的电炉增降低了电力及电极的消耗,使相同吨位的电炉增产产150%以上。

      以上 二十世纪世界电炉炼钢技术发展主要阶段二十世纪世界电炉炼钢技术发展主要阶段 电炉炼钢发展趋势电炉炼钢发展趋势•目目前前国国外外大大型型超超高高功功率率电电弧弧炉炉已已成成为为电电炉炉炼炼钢钢设设备备的的主主体体,,世世界界电电炉炉炼炼钢钢产产量量190Mt/a190Mt/a,,约约占占炼炼钢钢总总产产量量的的30%30%,,其其中中60%60%以上是由超高功率电炉生产的以上是由超高功率电炉生产的•我我国国19971997年年钢钢产产量量为为13.4Mt/a13.4Mt/a,,主主要要由由转转炉炉钢钢、、电电炉炉钢钢和和平平炉炉钢钢组组成成,,其其中中电电炉炉钢钢7.2Mt/a7.2Mt/a,,占占全全部部钢钢产产量量的的53%53%我我国国钢钢铁铁行行业业发发展展迅迅猛猛,,20032003年年钢钢产产量量达达到到227227Mt/aMt/a,,20042004年达到年达到265Mt/a265Mt/a•我我国国炼炼钢钢电电炉炉的的发发展展趋趋向向于于超超高高功功率率化化和和大大型型化化,,近近年年来来陆续有一批陆续有一批40t40t、、50t50t、、90t90t和和150t150t超高功率电炉投产。

      超高功率电炉投产 •由于超高功率电炉与常规电炉相比,运转由于超高功率电炉与常规电炉相比,运转时电流强度大,功率高,温度高,起动和时电流强度大,功率高,温度高,起动和停车时温度骤变大,所以对超高功率电极停车时温度骤变大,所以对超高功率电极的质量要求要比常规电极高得多的质量要求要比常规电极高得多•制备超功率电极需用针状焦为原料制备超功率电极需用针状焦为原料 •针状焦与普通焦相比除有较高的结晶度外,还要有针状焦与普通焦相比除有较高的结晶度外,还要有较高的纯度较高的纯度–首先要有更低的硫含量,避免在更高的操作温度下发生首先要有更低的硫含量,避免在更高的操作温度下发生硫的分解,使电极石墨晶体产生更严重的膨胀硫的分解,使电极石墨晶体产生更严重的膨胀(简称晶胀简称晶胀),引起电极的破裂引起电极的破裂–其次要求更低的灰分含量,除保证更高的机械强度外,其次要求更低的灰分含量,除保证更高的机械强度外,更重要的是降低电极的电阻率,以降低超高功率操作时更重要的是降低电极的电阻率,以降低超高功率操作时的能耗–对针状焦的真密度也要予以控制,确保气孔率小,电极对针状焦的真密度也要予以控制,确保气孔率小,电极机械强度高。

      机械强度高–为了脱除针状焦的挥发分,针状焦需要为了脱除针状焦的挥发分,针状焦需要高温煅烧石墨化高温煅烧石墨化 – 衡量针状焦抗热震性能的重要质量指标是热膨胀系数衡量针状焦抗热震性能的重要质量指标是热膨胀系数(CET)若热膨胀系数大,则超高功率电极在瞬时接通若热膨胀系数大,则超高功率电极在瞬时接通或切断强大电流时,电极遭受骤热骤冷,不致产生很或切断强大电流时,电极遭受骤热骤冷,不致产生很大局部应力,使电极破裂,甚至报废大局部应力,使电极破裂,甚至报废 石油焦用于铝用炭阳极石油焦用于铝用炭阳极 •电解铝阳极净消耗包括电化学消耗和过量消耗电解铝阳极净消耗包括电化学消耗和过量消耗–其其中中过过量量消消耗耗与与阳阳极极质质量量关关系系密密切切电电解解铝铝电电化化学学反反应消耗为应消耗为334kgC/tAl,,–由由于于阳阳极极质质量量的的不不同同,,过过量量消消耗耗从从20 kgC/tAl到到150 kgC/tAl不等–过过量量消消耗耗主主要要是是由由于于空空气气反反应应和和CO2反反应应产产生生,,其其次次还还有未反应的炭粉及热分解和挥发物等有未反应的炭粉及热分解和挥发物等–我我国国电电解解铝铝阳阳极极净净耗耗为为450-480kgC/tAl,,而而国国外外电电解解铝铝阳极净耗为阳极净耗为390-420kgC/tAl。

      •由由于于石石油油生生焦焦含含有有较较多多的的水水分分和和挥挥发发分分、、孔孔隙隙度度大大、、体体积积密密度度小小,,不不能能直直接接用用于于生生产预焙阳极产预焙阳极–石油生焦一般需要经石油生焦一般需要经12501250--1350℃1350℃高温煅烧高温煅烧–石石油油生生焦焦煅煅烧烧的的目目的的就就是是排排除除原原料料中中的的挥挥发发分分、、水水分分、、加加速速硫硫的的转转化化,,使使石石油油焦焦体体积积得得到到充充分分收收缩缩与与稳稳定定,,从从而而提提高高石石油油焦焦的的真真密密度度、、强强度度、、导导电电性性能能和和抗抗氧氧化化性性能能,,使使得得煅煅烧烧后后的的石石油油焦焦物理化学性能显著提高物理化学性能显著提高 •煅烧后的石油焦经破碎,与煅烧后的石油焦经破碎,与15--20%煤沥%煤沥青混捏,在青混捏,在150--200℃挤压或振实成型,挤压或振实成型,然后进行焙烧然后进行焙烧–一一般般预预焙焙阳阳极极的的最最终终焙焙烧烧温温度度控控制制在在10501050--1100℃1100℃–经经过过预预焙焙的的阳阳极极炭炭块块在在950-970 950-970 ℃作作为为阳阳极极与与Al2O3发生电解还原,生产金属铝。

      发生电解还原,生产金属铝 •由于铝锭所含杂质主要来自氧化铝和阳极,所以石油焦的由于铝锭所含杂质主要来自氧化铝和阳极,所以石油焦的灰分必需控制在灰分必需控制在0.5%以下,否则铝锭纯度达不到优级品质以下,否则铝锭纯度达不到优级品质量要求量要求(纯度纯度99.8%以上以上)•炼铝工业炭阳极最忌所用煅烧焦含有铁、硅、钠、钒等金炼铝工业炭阳极最忌所用煅烧焦含有铁、硅、钠、钒等金属杂质•炼铝电解槽的阴极也是用无定型炭制成,但其纯度要求不炼铝电解槽的阴极也是用无定型炭制成,但其纯度要求不高,因此一些质量较低的石油焦,可作为炼铝工业电解槽高,因此一些质量较低的石油焦,可作为炼铝工业电解槽的阴极底块配料使用的阴极底块配料使用•炭阳极中的杂质含量对炭阳极的反应消耗有较大影响炭阳极中的杂质含量对炭阳极的反应消耗有较大影响–有些杂质在电解过程中充当催化剂加速炭阳极的反应速率,从而有些杂质在电解过程中充当催化剂加速炭阳极的反应速率,从而加大了炭阳极的消耗加大了炭阳极的消耗 石油焦用于生产活性炭石油焦用于生产活性炭•活性炭是一种具有优异的综合吸附性能的含碳物质,活性炭是一种具有优异的综合吸附性能的含碳物质,广泛应用在环保、医药、食品、化工等领域广泛应用在环保、医药、食品、化工等领域–用于物质的吸附分离和净化,尤其是在环保领域,已将用于物质的吸附分离和净化,尤其是在环保领域,已将活性炭净化作为解决大气、水源污染等的重要手段之一。

      活性炭净化作为解决大气、水源污染等的重要手段之一–目前我国活性炭有目前我国活性炭有40多个品种,多个品种,100多个牌号,按外观多个牌号,按外观形状可分为粉状炭和颗粒炭两大类,按原料不同主要可形状可分为粉状炭和颗粒炭两大类,按原料不同主要可分为煤质炭和木质炭,尚未见以石油焦为原料的活性炭分为煤质炭和木质炭,尚未见以石油焦为原料的活性炭正式产品出售正式产品出售 •国外于国外于20世纪世纪70年代开始进行用石油焦制备活性年代开始进行用石油焦制备活性炭的研究炭的研究–美国于美国于80年代中期实现工业化年代中期实现工业化–日本于日本于90年代初开始工业化生产年代初开始工业化生产–美国和日本均生产比表面美国和日本均生产比表面2500m2/g以上的活性炭以上的活性炭•从国外生产实践和国内外研究结果表明,石油焦从国外生产实践和国内外研究结果表明,石油焦是生产活性炭的好原料具有巨大的发展潜力是生产活性炭的好原料具有巨大的发展潜力–与其它生产活性炭原料相比,石油焦除价格低廉,来与其它生产活性炭原料相比,石油焦除价格低廉,来源易得外,在性能上也具有许多特殊优点源易得外,在性能上也具有许多特殊优点 石油焦为原料生产活性炭的特点石油焦为原料生产活性炭的特点•石油焦的固定碳含量相对较高石油焦的固定碳含量相对较高–通通常常生生产产1t活活性性炭炭需需用用石石油油焦焦2t,,而而用用优优质质煤煤作作原原料料则则需需4t,,用用木木材材则则需需15~~20m3,,因因此此用用石石油焦为原料可大大降低生产成本。

      油焦为原料可大大降低生产成本•石石油油焦焦的的灰灰分分和和挥挥发发分分含含量量相相对对较较低低,,因因此此制得的活性炭杂质含量低制得的活性炭杂质含量低–这这两两个个指指标标是是直直接接影影响响活活性性炭炭产产品品档档次次和和价价位位的主要因素的主要因素 •石石油油焦焦与与优优质质无无烟烟煤煤一一样样,,可可能能含含有有一一定定量量的的硫硫,, 但不影响活性炭产品质量但不影响活性炭产品质量–在制备活性炭过程中,高温活化处理时可将硫脱除在制备活性炭过程中,高温活化处理时可将硫脱除•用用石石油油焦焦生生产产的的活活性性炭炭孔孔结结构构发发达达,,孔孔径径分分布布较较集中,吸附性能强集中,吸附性能强–石石油油焦焦可可用用于于生生产产比比表表面面在在800~~1000m2/g的的中中档档活活性性炭炭及及≥1000m2/g的的高高档档活活性性炭炭,,产产品品质质量量可可与与木木质质炭炭相相当 石油焦生产的活性炭与普通活性炭比较石油焦生产的活性炭与普通活性炭比较 石油焦用于生产电石石油焦用于生产电石•电电石石又又称称碳碳化化钙钙(CaC2),,是是化化学学工工业业重重要要原原料料之之一一电电石石的的生生产产是是将将生生石石灰灰与与石石油油焦焦混混合合后后,,在在电炉内加热电炉内加热2000℃高温,熔融反应而得到。

      高温,熔融反应而得到–石石油油焦焦的的灰灰分分少少,,导导电电率率较较高高,,是是良良好好的的电电石石生生产产原原料料,,每每生生产产1kg电电石石需需用用0.6~~0.7kg石石油油焦 •生产电石时,石油焦所含硫约生产电石时,石油焦所含硫约90%残留在残留在电石内,而用此电石生产乙炔时,电石中电石内,而用此电石生产乙炔时,电石中所含硫约所含硫约85%成为硫化氢混在乙炔内所成为硫化氢混在乙炔内所含磷也能混入乙炔中含磷也能混入乙炔中–这些都会严重影响乙炔的质量这些都会严重影响乙炔的质量–因而要求生产电石使用的石油焦硫含量不得超因而要求生产电石使用的石油焦硫含量不得超过过2.0~~3.0%,磷含量需控制在,磷含量需控制在0.04%以下 石油焦用于生产研磨材料金刚砂石油焦用于生产研磨材料金刚砂•金刚砂,又名碳化硅金刚砂,又名碳化硅(SiC)纯碳化硅为无色晶体,纯碳化硅为无色晶体,密度为密度为3.06~~3.20g/cm3硬度很高,约为莫氏硬度很高,约为莫氏9度一般为无色粉状颗粒,磨碎以后,可作研磨粉,一般为无色粉状颗粒,磨碎以后,可作研磨粉,擦光纸,又可制磨轮和砥石的摩擦表面擦光纸,又可制磨轮和砥石的摩擦表面。

      –金刚砂是将石英砂金刚砂是将石英砂(又称硅石又称硅石)和石油焦粉混合后,在电和石油焦粉混合后,在电炉中加热至炉中加热至2000℃以上,进行碳化反应而得以上,进行碳化反应而得–石油焦的电导率高,是生产金刚砂的良好原料石油焦的电导率高,是生产金刚砂的良好原料–一般生产一般生产1kg碳化硅需用碳化硅需用1.4kg石油焦 •石石油油焦焦中中所所含含硫硫在在电电炉炉中中会会生生成成大大量量二二氧氧化化硫硫,,腐蚀设备,污染大气,不利操作腐蚀设备,污染大气,不利操作–所用石油焦硫含量应控制在所用石油焦硫含量应控制在2.02.0~~3.0%3.0%以下•一一般般石石油油焦焦原原料料中中可可含含较较多多的的灰灰分分,,但但灰灰分分中中铁铁及及铝铝含含量量多多时时,,其其氧氧化化物物可可起起催催化化作作用用,,促促使使碳碳化硅分解为硅及石墨化硅分解为硅及石墨–要求石油焦铁含量不超过要求石油焦铁含量不超过0.06%0.06%,铝含量不超过,铝含量不超过0.02%0.02% 石油焦用于制造核工业及国防工业用特种炭素材料石油焦用于制造核工业及国防工业用特种炭素材料•由特种石油焦制成的炭素材料是核反应堆装置不由特种石油焦制成的炭素材料是核反应堆装置不可缺少的重要原料。

      可缺少的重要原料–由煅烧焦生产的石墨对核反应堆中铀由煅烧焦生产的石墨对核反应堆中铀235分裂产生的中分裂产生的中子速度具有控制作用,可用作减速剂,构成反应堆内子速度具有控制作用,可用作减速剂,构成反应堆内层中子反射层层中子反射层–核石墨套管也起着保护砌体,增加砌体结构的稳定性核石墨套管也起着保护砌体,增加砌体结构的稳定性和抗变形能力的作用和抗变形能力的作用 •特特种种石石油油焦焦是是用用富富含含芳芳烃烃的的二二次次加加工工渣渣油油为为原原料料,,经过延迟焦化和煅烧制成经过延迟焦化和煅烧制成–不不仅仅需需对对所所用用焦焦化化原原料料进进行行严严格格选选择择,,而而且且对对工工艺艺过过程程也也需需认认真真控控制制,,不不得得有有任任何何杂杂质质混混入入或或有有污污染染等等情情况况发发生,以确保最终石墨产品的质量符合要求生,以确保最终石墨产品的质量符合要求–这这种种石石油油焦焦类类似似针针状状焦焦,,呈呈银银灰灰色色,,结结构构微微细细,,条条理理状状明明显显具具有有高高纯纯度度,,灰灰分分<<0.15%,,硫硫含含量量和和挥挥发发分分要要严格控制,对其致密度和表观密度均有严格要求严格控制,对其致密度和表观密度均有严格要求。

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