一種針狀焦原料的生產方法
2023-06-27 10:47:21 1
專利名稱：：一種針狀焦原料的生產方法
技術領域：
：本發明屬於一種生產針狀焦原料的工藝方法。具體地說，是採用延遲焦化工藝生產針狀焦原料，同時生產輕質餾分油和焦炭的一種方法。
背景技術：
：針狀焦是生產高功率、超高功率石墨電極的主要原料。生產針狀焦的最關鍵問題是原料的選擇和預處理。根據針狀焦的成焦機理，生產針狀焦的原料必須滿足芳烴含量高，其中線性連接的三環、四環短側鏈芳烴含量居多，一般要求芳烴含量達到30%-50%;膠質和瀝青質含量低，膠質和瀝青質本身就是大分子稠環或又帶較長側鏈的烴類化合物，分子結構複雜，碳化反應速度快，很快被固化成原狀固體，在針狀焦中出現鑲嵌型結構，從而降低了針狀焦的質量，所以原料的膠質和瀝青質含量越低越有利於保證針狀焦質量，一般控制庚烷不溶物含量小於2.0%;灰分包括催化劑粉末、游離碳金屬等含量低，高灰分會阻礙中間相小球體的長大融並，表現在針狀焦結構中中間相不發達，一般要求原生喹啉不溶物含量為零，催化劑粉末含量小於100卯m，重金屬含量小於100ppm;硫含量低，硫碳化後大多數集中在焦炭中，影響針狀焦使用性能，一般要求原料硫含量不大於0.5%。催化裂化(FCC)油漿是重質油催化裂化產物，雖然其中富含大量的三環、四環芳烴，但也含有裂化活性較高的輕組分和聚合活性高的重組分及大量的催化劑粉末、重金屬等雜質，這些組分及雜質在形成針狀焦的過程中破壞中間相小球體的形成，使針狀焦質量下降。如果將這些對生產針狀焦不利的成分預處理掉，就是很好的針狀焦原料。目前，有的將FCC油漿摻入減壓渣油中進行延遲焦化，用於提高針狀焦原料的產率和性質，但FCC油漿加入量不能太多，否則會明顯縮短延遲焦化塔單塔的運轉周期，而且FCC油漿在較高的溫度下反應，且反應時間長，使適宜作針狀焦原料的餾分會大量裂解，降低針狀焦的產率。原料預處理是指脫除原料中對生成針狀焦不利的成分和雜質的過程。CN1382761A公開了一種利用催化裂化澄清油生產針狀焦的方法。該方法主要是利用萃取法除去催化裂化澄清油中的催化劑粉末，然後利用延遲焦化工藝生產針狀焦。USP4686048是用低於IO(TC的輕油稀釋催化裂化澄清油後，經過濾、水洗，除去其中的催化劑粉末。USP5593572是在催化裂化澄清油中加入雜原子脂肪族聚合物，進行絮凝沉降，除去催化劑粉末。上述專利方法主要是用於除去催化劑粉末，不適用於催化裂化油漿原料的預處理，而且均需要專門的裝置處理原料，流程繁雜，用時長，也增加了生產成本。CN1872963A公開了一種生產針狀焦的原料預處理方法，原料油先經減壓蒸餾脫除其中非理想組分，剩餘的理想組分與氫氣、加氫催化劑接觸，加氫反應物流經分離得到生產針狀焦的原料。其中原料油可以為催化裂化油漿或澄清油。該方法通過兩種工藝的組合，能夠脫除原料油中的輕、重非理想組分，最大限度地保留理想組分，處理後的原料油滿足生產針狀焦原料的要求。該方法需要單獨的減壓蒸餾裝置，且蒸餾得到的餾分需進一步加氫處理，加氫處理生成油還需進一步分離，加氫本身成本高，投資大。
發明內容針對現有技術的不足，本發明提供了一種針狀焦原料的生產方法，該方法能有效除掉FCC油漿中對生產針狀焦不利的裂化活性較高的輕組分和聚合活性高的重組分及大量的催化劑粉末、重金屬等雜質，保留了生產針狀焦的理想組分，所得針狀焦原料產率高，性質好。本發明針狀焦原料的生產方法，是採用延遲焦化工藝處理FCC油漿和常規焦化原料生產針狀焦原料，包括如下步驟(1)經加熱至450°C550°C的高溫常規焦化原料從延遲焦化塔底部進入延遲焦化塔內；經加熱至380°C46(TC的低溫FCC油漿從延遲焦化塔中上部進入延遲焦化塔內，與常規焦化原料經高溫裂解產生的高溫油氣接觸，在延遲焦化條件下反應；(2)步驟(1)所述的FCC油漿與常規焦化原料在延遲焦化塔內反應生成的油氣從塔頂排出進入焦化分餾塔中進行分離，得到輕質餾分和針狀焦原料及尾油。本發明步驟(2)中所述針狀焦原料的初餾點為340380°C，終餾點為44046(TC。所述的輕質餾分是指其終餾點小於針狀焦原料初餾點的餾分，所述的尾油是指其初餾點大於針狀焦原料終餾點的餾分，一般隨常規焦化原料循環回延遲焦化塔。本發明中所述的延遲焦化裝置的操作條件如下常規焦化原料加熱爐出口溫度450°C550°C，最好485°C505°C;反應壓力0.05MPa0.20MPa，最好0.15MPa0.17MPa;循環重量比0.051.O，最好0.20.4;焦化周期24h36h;FCC油槳加熱爐出口溫度為380°C46(TC，最好420°C440°C;FCC油漿加熱爐出口溫度比常規焦化原料加熱爐出口溫度低50°C70°C。所述的循環重量比是指循環回延遲焦化塔的尾油與常規焦化原料的重量比。本發明方法中，步驟(1)所述的常規焦化原料為石油系的減壓渣油、減粘裂化渣油、乙烯焦油、熱裂化渣油和頁巖油中的一種或多種。本發明方法中，在每個焦化周期操作後期停止進入FCC油漿，同時提高常規焦化原料加熱爐出口溫度來提高焦化塔內的溫度，降低焦炭的揮發分。一般需提高3°C5°C。本發明方法中，常規焦化原料採用常規的延遲焦化工藝流程，即先經加熱爐對流段加熱至30035(TC，然後進入分餾塔底部進一步與進入分餾塔的高溫焦化油氣換熱，同時淋洗焦化油氣中攜帶的焦粉。步驟(2)所述的分餾塔底尾油同常規焦化原料一同出分餾塔，進入加熱爐的輻射段加熱至450°C55(TC後，從延遲焦化塔底部進入塔內進行反應。本發明方法中，FCC油漿加熱與常規焦化原料可在同一加熱爐加熱，也可分別在不同的加熱爐中加熱。FCC油漿在加熱爐中加熱至38(TC46(rC後從延遲焦化塔中上部進入塔內進行反應，其中所述FCC油漿進入延遲焦化塔的位置距焦化塔底部的距離佔焦化塔整個高度的5/106/10處。本發明中，FCC油漿與常規焦化原料的進料重量比為10:9050:50，優選為20:8040:60。本發明方法是在延遲焦化工藝加工常規焦化原料的同時，處理FCC油漿，FCC油漿是以低溫從延遲焦化塔中上部進入塔內進行焦化反應，具有如下優點(l)FCC油漿在較溫和的條件下將反應活性較高的組分裂解掉，然後在分餾塔中分餾出去，達到脫除反應活性較高的輕組分的目的。(2)FCC油漿在較溫和的條件下，將大部分三環、四環、五環等理想的針狀焦原料組分保留下來，同常規焦化原料生產的相同餾分一同作為生產針焦的原料。(3)FCC油漿在延遲焦化的條件下，瀝青質和部分膠質縮合成焦炭，連同重金屬、催化劑粉末等一同沉積在焦化塔內，從而除掉了不利於生產針狀焦的重組分和雜質，而沒有在焦化反應過程中除掉的在後來的焦化分餾塔內分餾後留在塔底尾油中得到進一步清除。(4)該方法能夠加工FCC油漿得到針狀焦原料，擴大了針狀焦原料的來源。(5)該方法流程簡單。在預處理FCC油漿生產針狀焦原料的同時，將FCC中的一些不利於生產針狀焦的那部分組分在延遲焦化過程中得到利用，生成輕質餾分油和普通焦炭。(6)FCC油漿被加熱至最高44(TC就進入延遲焦化塔，加熱爐不易結焦，延長使用壽命。(7)較低溫度FCC油漿的注入降低了常規焦化原料的裂解溫度，縮短了常規原料的高溫裂解時間，減少了二次反應發生，致使生焦率降低，延長了單塔穩定操作周期。(8)本發明方法操作彈性大，成本低、靈活、易於掌握，可以廣泛使用。(9)本發明方法可製造優質針狀焦原料。圖1是本發明方法的流程示意圖。具體實施例方式以下結合圖1和具體的實施例進一步詳細解釋，但本發明並不受實施例的限制。如圖1所示，FCC油漿通過管線13進入加熱爐1，加熱至38(TC-460°〇後通過管線14從延遲焦化塔3的中上部進入延遲焦化塔3內；與從延遲焦化塔底部進入的常規焦化原料反應生成的高溫油氣接觸，並一同在延遲焦化條件下反應，生成的油氣通過管線4進入焦化分餾塔5，經分離，得到氣體產品通過管線6出裝置；C5-18(TC餾分通過管線7出裝置；180°C-350°〇餾分通過管線8出裝置；35(TC-450°〇作為針狀焦原料，原料通過管線9出裝置。常規焦化原料從管線10進入焦化分餾塔5的下部，與從延遲焦化塔3來的生成油氣逆流換熱，同時淋洗油氣中攜帶的焦粉，然後與焦化尾油一同通過管線12返回到加熱爐1加熱至450°C550°C由管線2進入延遲焦化塔3進行焦化反應，生成的油氣通過管線4進入分餾塔5被分離，焦炭通過管線11出裝置。焦化塔3充滿後，切換焦化塔3A進行同樣的操作，烘焦4小時，除去揮發分。實施例1-5:實施例中所有實驗用原料油相同，旨在比較不同操作條件下的效果。實驗所用常規焦化原料油和FCC油漿的性質見表1，實驗條件及試驗結果見表2。表1實施例採用的原料油性質tableseeoriginaldocumentpage6表2主要工藝條件和產品分布及主要產品性質tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8權利要求一種針狀焦原料的生產方法，是採用延遲焦化工藝處理FCC油漿和常規焦化原料生產針狀焦原料，包括如下步驟(1)經加熱至450℃～550℃的高溫常規焦化原料從延遲焦化塔底部進入延遲焦化塔內；經加熱至380℃～460℃的低溫FCC油漿從延遲焦化塔中上部進入延遲焦化塔內，與常規焦化原料經高溫裂解產生的高溫油氣接觸，在延遲焦化條件下反應；(2)步驟(1)所述的FCC油漿與常規焦化原料在延遲焦化塔內反應生成的油氣從塔頂排出進入焦化分餾塔中進行分離，得到輕質餾分和針狀焦原料及尾油。2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述針狀焦原料的初餾點為340380°C，終餾點為440460°C。3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的尾油是初餾點大於針狀焦原料終餾點的餾分，隨常規焦化原料循環回延遲焦化塔，循環重量比0.051.0。4.按照權利要求1、2或3所述的方法，其特徵在於所述的延遲焦化的操作條件如下常規焦化原料加熱爐出口溫度450°C550°C;反應壓力0.05MPa0.20MPa;焦化周期24h36h;FCC油漿加熱爐出口溫度為380°C460°C;FCC油漿加熱爐出口溫度比常規焦化原料加熱爐出口溫度低5070°C。5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的延遲焦化的操作條件如下常規焦化原料加熱爐出口溫度485°C505°C;反應壓力0.15MPa0.17MPa;循環重量比0.20.4;焦化周期24h36h;FCC油漿加熱爐出口溫度為420°C440°C。6.按照權利要求l所述的方法，其特徵在於步驟(1)所述的常規焦化原料為石油系的減壓渣油、減粘裂化渣油、乙烯焦油、熱裂化渣油和頁巖油中的一種或多種。7.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於在每個焦化周期操作後期停止進入FCC油漿，同時提高常規焦化原料加熱爐出口溫度3°C5t:，來提高焦化塔內的溫度，降低焦炭的揮發分。8.按照權利要求l所述的方法，其特徵在於步驟(1)所述的常規焦化原料先經加熱爐對流段加熱至30035(TC，然後進入分餾塔底部進一步與進入分餾塔的高溫焦化油氣換熱，同時淋洗焦化油氣中攜帶的焦粉，並與步驟(2)所述的分餾塔底尾油一同出分餾塔，進入加熱爐的輻射段加熱至450°C55(TC後，從延遲焦化塔底部進入塔內進行反應。9.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的FCC油漿加熱與常規焦化原料可在同一加熱爐的不同部位加熱，或者分別在不同的加熱爐中加熱。10.按照權利要求l所述的方法，其特徵在於步驟(1)所述FCC油漿進入延遲焦化塔的位置距焦化塔底部的距離佔焦化塔整個高度的5/106/10處。11.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的FCC油漿與常規焦化原料的進料重量比為io:9050:50。12.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的FCC油漿與常規焦化原料的進料重量比為20:8040:60。全文摘要本發明公開了一種利用延遲焦化工藝處理FCC油漿和常規焦化原料來生產針狀焦原料的生產方法。該方法是在延遲焦化塔中上部引入低溫的FCC油漿，與底部引入的常規焦化原料經高溫裂解產生的高溫油氣相接觸，並在延遲焦化條件下反應，生成的油氣進入焦化分餾塔中進行分離，得到針狀焦原料。該方法中FCC油漿以較低溫度注入焦化塔，降低了常規焦化原料的裂解溫度，縮短了原料的高溫裂解時間，減少了二次反應發生，致使生焦率降低，延長了單塔穩定操作周期，同時能除去不利於生產針狀焦的反應活性高的輕組分和聚合活性高的重組分及大量的催化劑粉末、重金屬等雜質，所得針狀焦原料產率高，性質好。文檔編號C10B55/00GK101724420SQ20081022838公開日2010年6月9日申請日期2008年10月28日優先權日2008年10月28日發明者初人慶,勾連忠,鞏濟新,廖娜,張學萍申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院