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高温煤焦油制备针状焦工艺及机理研究

2021-07-14付东升

石油炼制与化工 2021年7期

付 东 升

(中国石化上海石油化工股份有限公司,上海 200540)

高温煤焦油是高温炼焦过程得到的一种黏稠的液态混合物,随着焦化工业的发展和冶金焦的大幅度增产,煤焦油的产量逐年增加。2010年,我国高温煤焦油年产量约为3 Mt。目前,高温煤焦油的主要用途有两类:一类是生产沥青、黏合剂、浸渍剂等,该部分数量较大;另一类是生产针状焦[1]和碳纤维等高附加值碳材料。

针状焦是一种外观呈银灰色的多孔碳材料,具有明显的纤维状或针状纹理走向。针状焦是制作电炉炼钢高功率电极的主要原材料,用其生产的电弧炉电极具有导电性好、密度大、强度高、热膨胀系数低、抗热震等优点,可满足大容量电弧炼钢的质量要求并提高效率。除此之外,针状焦还可以用作新能源领域锂电池、电容器的电极材料。

本课题以高温煤焦油为原料,通过热过滤、减压蒸馏、催化加氢、焦化和煅烧等工艺,制备优质针状焦,对各工艺过程进行研究,并对反应机理进行探讨。

1 实 验

1.1 试验原料及仪器设备

原料及试剂:高温煤焦油,蒸馏水,无水乙醇(分析纯),丙酮(分析纯),硫酸(98%,分析纯),喹啉(分析纯),甲苯(分析纯),正庚烷(分析纯),重铬酸钾(分析纯),加氢催化剂。

仪器设备:热过滤装置,减压蒸馏装置,煤沥青加氢反应釜,焦化反应装置,管式炉,AVANCF300 MHz型波普仪,Vario EL Ⅲ元素分析仪。

1.2 试验方法

高温煤焦油净化及针状焦制备工艺流程示意见图1。以高温煤焦油为原料,首先加入溶剂稀释,在较低温度(80~110 ℃)下通过热过滤脱除其中的喹啉不溶物(QI);……

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