20I4年第1 5期 广东化工 1 39 第41卷总第281期 WWW.gdchem,com 我国煤系针状焦原料预处理技术工业化研究进展 王勇,彭友林 (枣 矿业集 煤化工研究院仃限公司,山尔枣 277000) (摘 】tt状焦足碳索材料rf]的优质品种,足生产超商功率石墨电极的—t婴原料。腻料预处理的目的是脱除煤沥青的喹啉不溶物,溶剂法和 质法是已经实现 化 { , 的煤系针 状焦原料预处理疗法。文章主要就这_两种方法在我国煤系针状焦生产企业中的研究进展进行介纠。 【天键洲】煤系针状焦; 利颅处理;~l- ̄lk.化 1}冬1分类'J]TQ 【文献标识鼬】A [文章编号11007—1865(2014)15—0139—02 Industrial Research Progress of Pretreatment Methods of Raw Material for Coa1.Based Needle Coke in Our Country Wang Yong,Peng Youlin (Zaozhuang Coal Mining Group Chemical Research Institute Co.,Ltd.,Zaozhuang 277000,China) Abstract:Needle coke is the high quality varieties in carbon materials and the main raw material for producing UHP electrodes.The object of raw material pretreatment is to remove quinolme insoluble materials from coal tar pitch,involve solvents process and reforming process are the pretreatment methods of the raw material for coal—based needle coke,which are already industrialized The paper mainly introduced the research progress of these two methods in the Chinese manufacturing enterpl‘ises of coal・based needle coke Keywords:coal—based needlc coke:raw material pretreatment;industrialization 针状焦是碳豢材料中的优质晶种,由j 粉碎后呈细长的针状 绌构 得名,外 j f『金属比洋、内部 有层状结构,其取向性 好,导电、导热 能好,是 :超岛功率石墨电极的 要原料。 采川舟JJJ率或超r 自 率电炉炼钢时,可使冶炼时问缩短30%~50 %.廿lu 10%~50%。经济效随}Ji]显¨1。 时,征国家人力倡导 节 能减排,发腱人IU炉炼铡的时jJf】,为国产针t状焦提供更大的r 场 I。 静置沉降楷中分成轻、厦曲相:轻棚通过管式炉l JJ l】热后进入分馏 塔,回收溶剂后得到精制沥青,重相则经间歇蒸馏爷熊出溶剂得 重质沥青【7 J。此工艺复杂,操作控制难度人,容 造成设备和 道的堵塞,导致运仃 顺利。 1.2中钢 『扪鞍山热能研究院 2006 ̄F中钏鞍Ih热能研究院在 fj‘研究成果的惦硎;上, j辽 宁科技大学合作开展了煤系针状焦J1]原料沥青评价的培础试验研 究和loo kg/h煤系针状焦 业忡实验装 建设_1:作 _tJ试装置j 2006年l2月开始运行,开展了大量的1=:、 性实验 究,2007 }i完 成了对原料预处理工艺从溶剂萃取.静嚣沉降向溶刹筚取.连续沉 降法的技术改进,获得了优质针状焦的工业实验结 ,产品质星 已达到日本进口煤系针状焦的水平。…7矿’期4万t/a煤系针状焦 已建成投J ,质量达到丁 小进u的针状焦水、卜. j 囤内刚 业先进水、l , :晶已被I_I4内多家炭素J制成0600mm超高功率 翠电极 1。 其中溶剂筚取一静 沉降_[艺流 址将脂肪 j片乔烃按‘ 定比例混合后IIfl卜j煤焦油软沥青按 定比例混合均匀,然后打入 针状熊按照 产针状焦的原料不同分为油系针状焦和煤系针 状纯,以石油 质}l}l为原料 产的针状焦为油系针状焦,以煤焦 汕;=I』j肯肢其馏分为原料生产的引‘状焦为煤系针状焦。其中煤系针 状焦 产工艺也括原料倾处 、延迟焦化、煅烧三个工序,煅烧 后的成 能否达到优质针状焦的质量要求,其中原料于!;{处理起着 至天 嘤的作川。 料预处 的lI的足脱除煤焦油沥青及其馏分中的原生喹啉 不溶物(QI),In J 禽QI、具有一定芳香度的 质油经过系统加热 发,td'A分 年【1热缩聚反应, 成光学_J:各向异性的中间相小 球休,它 仃‘定的化学活性和粘度,在适当的条件卜,它们会 逐渐K人、融 ,球休成为堆乖J1中问相,堆积中间相在裂解气流 的作川卜(气流托焦)进行取向、炭化,最终能够发展成具有流线 型的针状结品碳结构。对于含仃较多0I的煤焦油沥青,中间相小 球休的,1i成、成K、K夫及融外会受到这些OI的影响,球体不容 易长人,炭化后 {能肜成非钊‘状的镶嵌结构1341。因此,必须对生 产针状焦的原料进行预处理以脱除其中的OI。 料预处 技术有蒸馏法、离心法、溶剂法、改质法等,实 现Ii业化的方法仃溶剂法、改质法等,本文 要对我同煤系针状 焦 l , 食业所采川的原料预处理技术工业化研究进展进行介绍。 ,1溶相l法 溶剂法是片香烃丰II脂肪烃按一定比例配制的混合溶剂,与原 料煤焦油沥青混合,经过静嚣沉降分离,脱出原料煤焦油沥青中 的0I,其原理足利J}]棚似相I容原理,原料煤焦油沥青与混合溶剂 混合后,煤焦=}llI湖青溶解在溶解度大的芳香烃中,又在溶解度小 的脂肪烃的作川 ,使煤焦油沥肯中的极细颗粒的QI等杂质发生 凝聚沉降,使颗粒变人,沉降分离成两部分,轻相基本不含OI, 而雨卡【j聚集了儿 个部的OI,轻、重两相混合物均以以蒸馏方式 分别lIIl1收溶剂 I刮精制沥青币l1重质沥青。 I.1充矿科蓝煤焦化有限公司 l987年Ilj尔充矿科临煤焦化仃限公司(原济宁煤化公司)与鞍 【JI热能研究院 11_,采用溶剂筚取静 沉降法制备精制沥青,1989 年仞,该试验顺利完成j 匝过 定,由于资金原因只完成了煤软 沥肯的精制_[艺, , l几1只能足商品质黏结剂沥青或浸渍沥青, 要作为 产冶炼}乜极的辅料 】。其工艺路线是将煤油‘j沈油混 合眦制成混合溶刺,此溶剂‘j煤焦油软浙 按一定比例混合后在 静置沉降分离罐中,静 沉降I6~24 h后,将上部轻十廿部分放入轻 相中间罐中,绘蒸馏[几J收溶剂后得到精制沥青,卜 币相部分放 入重相中问罐中,整个分离过程为IYJ】歇式分离。fII足该[艺存 设备多、占地If耵积大、投资大、操作复杂等问题,I¨_Jll1t徉易造成 设备和管道堵塞,使工艺不能顺行。 为了解决以上问题,门 发明了溶剂 取一连续沉降工艺。其 1:艺流程与静置沉降 艺不同之处 卜是将混合汕连续打入;=lc降 分离设备中,轻相液慢慢 丌,待其OI达剑要求 ,轮相从j 部 出液口不断流入轻相中『lIJ罐,经蒸馏后得到精制i_lJ=j肯.而重卡u慢 慢下降,}f 部出料口用泵抽…,憋个沉降过秤为连续运行,J] 混合油存罐【fl的停留时间为10~l5 h j。 1.3上海 俐化J二有限公刊 宝钢从2000年开始敛力f针状焦的乍产技术研发,经过近8 年的努力窄钢研发的煤系 叫犬焦产r 已顺利完成【{】试,产品质 接近国际领先水平,能满足生产超 功率石翠电极和特殊碳素制 品的需要。为降低投资风险,以原有沥青焦装置为捧{i:l;,通过技 术改造,改建成 个工业化试验平台,201O年kTq-“沥青焦装 配套针状焦工业化生 :改造工程”已顺利实现流 打通,生 : …了合格的针状焦产品,其关键指标处r旧内领先水、 实现厂 工业化生产的预期目标。 上海 铡化工有限公州所采取的原料预处理h‘法也足溶剂萃 取.连续 降工艺,与中钢热能研究院 之处在 钢是通过管 道混合器将煤沥青与 合溶剂混合, I:艺流桴址混合溶刹与煤 焦油沥青通过管道混合器进行混合,泓合物连续进入沉降槽进行 沉降,轻丰fI从沉降槽的轻卡}1出u连续排…,重相从沉降槽的重相 【u口连续排川1,雨相离心分离得到离心液干¨钱渣,轻相则经过蒸 【收稿}j期]2014-06・06 [作者简介】 弱(1984.),男,I JI东枣庄,硕士研究生,助理工程师,现从事煤基碳材料的中试研发工作。 广l40 东化工 2014年第15期 第41卷总第281期 WWW.gdchem.com 馏塔州收溶剂后得到净化 菏 ”。 2改质法 改质法是在不添加溶齐U的条件下对原料软沥青进行力l】热闪 蒸,除去OI.然后{ff将纯净的闪蒸油进行热缩聚处理,获得适宜 软化点和分 量分布的精制沥青。 2.1鞍LIJ沿海化工囱’限公 d 鞍山沿海化工的煤系针状焦采用鞍山焦化耐火材料设计研究 院(现中冶焦耐工程技术有限公司)专利技术。装置始建于l992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【 。其工艺路线是软沥青升温后进入真 J闪蒸塔,在真 闪蒸塔内分离为闪蒸油气和高温液体沥青两部分, 塔顶闪蒸油气经冷凝后分离出闪蒸油,闪蒸油进入专用聚合釜进 {于聚合,获得针状焦原料缩聚沥青l】 。由于改质法存在各种参数 不易控制的缺点,井a其r:艺上存在缺陷,针状焦产品收率和质 量均没有达剑设计要求,最终以失败而告终。 2.2 II J两宏特煤化l:41-限公 Ll J西宏特足改质法真ll!实现工业化生产的 业,2006年7月, 拥有自上知i5_j产权5 t/a的煤系针状焦工业化生产装蔑建成投产 国内多数碳豢J’川宏特的针状焦成功生产出各种规格(0350 ,应加人原料预处理的研发力度,努力提高产率、产品质量的稳定 性以及设备的长周期运行,生产:出更优质的煤系针状焦净化原料, 同时还应加强对富含QI的残余重质沥青的有效利用,提高其附加 值。 参考文献 【I]赵雪飞,高丽娟,赖仕全,等.我国煤系针状焦的研究及生产状况【J].燃 料与化工,2010,41(4):1-4. 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[13]刘光武,徐作锋,酋式黎.煤沥青针状焦的现况[J].燃料与化: ,2010, 41(3):1-4. 3总结 经过3O多年的研究,我国在煤系针状焦原料预处理研发技术 上有了突破性进展,溶剂法和改质法得到工业化应用,煤系针状 焦产品已经批量投放m场,片用其成功生产出大规格超高功率石 墨电极,在国内人 电炉使用效果良好,但是还存在着产品质量 不稳定的问题,还不能完伞满足超高功率石墨电极 产的需求, 与进口针状焦相比还仃一定的差距。我国煤系针状焦乍产企业还 [1 4]李玉财,魏继渊,王强.我国针状焦生产现状及发展趋势『J1.碳素技 术,2012,3l(1):BI.B4. [15]吴连生,戴惠筠,刘光武,等.煤系针状焦的工业化生产T艺【P].中 国专利,CN1944578A.2007—04一l1. (本文文献格式:王勇,彭友林.我国煤系针状焦原料预处理技术 工业化研究进展[J].广东化工,2014,41(15):139—14O) (上接第l4l页) 2l3在乳品_|业中麻f{】脂肪酶 参考文献 [1】王学东,李秋枫,李汉春,等.脂肪酶对面包粉品质的改善作朋[J].粮 油食品科技,2003,(4):10—12. [2】李庆龙,小麦粉工业的发展与酶制剂的应用前景Ⅲ.凸部粮油科技, 2001,(1):3-9. 在乳品, 产中会产 双重影响,一 方面,由于脂肪酶对乳脂 肪的分解,会造成鲜奶在储藏过程中产生苦味,造成乳粉在保存 过程中质景劣化,会使1j酪制品产生不愉快的风味。在酸乳制 中,酶解产牛的游离脂肪酸还会抑制一些发酵剂的生产。另一方 面,通过应用脂肪酶在乳品中进行乳酯水解,可进一步增强干酪、 奶粉、奶油的风味,促进干酪的成熟,改善乳制品的品质。脂肪 酶还可以加强奶粉和奶酪的风味、缩短成熟期、对乳脂和奶油进 行脂解改性等,其中脂肪酶作用于乳脂产生游离脂肪酸,进而形 成有挥发性的异戊醛、 乙酰、3一羟基r酮等呈味物质, 改善 了奶酪风味,并产牛特殊香味。 3展望 我围 定化酶的研究起步较晚,开始于1970年,先在染料工 业使用双功能试剂将b一硫酸哺乙砜基苯胺引入固定化领域,用十 多张裁体与多种酶共价结合。当前,由于固定化酶的方法过于复 杂。效率低、成本商,或使用了有毒的化学试剂而不符合食品加 l:所必须满足的经济和安令的标准,所有这些都了固定化脂 肪酶技术在食 ZEi>lkq]的应用,但随着生物技术以及材料、化工 等各相关学科的发展。随符晦品种的开发,酶固定化技术的研究 以及相应生物反 器的使川,脂肪酶对促进食品工业的发展具有 重要作用。 [3]林家永,李歆,封雯瑞.葡萄糖氧化酶与脂肪酶改善小麦粉质量的作用 [J].粮油食品科技,2000,(1):l6.18. [4]吴秋明,叶兴乾,吴丹,等.脂肪酶在食品:r:业中的应用【J].粮油加j二 与食品机械,2004,(11):72.73. [5]Uyama H,Kabayashi S.Enzyme catalyzed polymerization to functional polymer[J].Journal ofmolecular catalysis B:Enzymatic,2002,19—20:ll7. [61雷炳福,孙登文,刘福祯,等.脂肪酶催化油脂水解反应的应用研究IJ1.中 国油脂,1996,21(4):10—12. 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