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石油焦在行业中的应用

2022/5/16

  石油焦(PETroleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦炭为形状不规则,大小不一的黑色块状(或颗粒),有金属光泽,焦炭的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占有80wt%以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质,本身是发热部份的不挥发性碳,挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。

  石油焦可视其质量而用于制石墨、冶炼和化工等工业。低硫、的熟焦例如针状焦,主要用于制造超高功率石墨电极和某些特种炭素制品;在炼钢工业中针状焦是发展电炉炼钢新技术的重要材料。中硫、普通的熟焦,大量用于炼铝。高硫、普通的生焦,则用于化工生产,如制造电石、碳化硅等,也有作为金属铸造等用的燃料。中国生产的石油焦,大部分属于低硫焦,主要用于炼铝和制造石墨。

  灰铁根据石油焦结构和外观,石油焦产品可分为针状焦、海绵焦、弹丸焦和粉焦4种:(1)针状焦,具有明显的针状结构和纤维纹理,主要用作炼钢中的高功率和超高功率石墨电极。由于针状焦在硫含量、灰分、挥发分和真密度等方面有严格质量指标要求,所以对针状焦的生产工艺和原料都有特殊的要求。(2)海绵焦,化学反应性高,杂质含量低,主要用于炼铝工业及炭素行业。(3)弹丸焦或球状焦:形状呈圆球形,直径0.6-30mm,一般是由高硫、高沥青质渣油生产,只能用作发电、水泥等工业燃料。(4)粉焦:经流态化焦化工艺生产,其颗粒细(直径0.1-0.4mm),挥发分高,热胀系数高,不能直接用于电极制备和炭素行业。煅烧石油焦主要用于电解铝所用的预焙阳极和阴极,冶金钢铁行业生产用增碳剂、石墨电极,工业硅、以及铁合金用炭电极等。 因此,无论是电解铝厂、独立炭素厂以及炼油厂都比较关注石油焦煅烧技术的进步与发展。

  石油焦由于价格低廉、含碳量高,已成为国内外活性炭工业研究和发展的新热点。石油焦与煅烧焦、石墨电极的价格相差数百甚至数千元/吨。因此,国内许多企业都在从事石油焦的增值加工。

  生产煅后石油焦:

  国外石油焦的煅烧过程在炼油厂完成,炼油厂生产的石油焦直接进入煅烧装置进行煅烧。由于国内炼油厂没有煅烧装置,炼油厂生产的石油焦价格低廉。目前,我国的石油焦和煤的煅烧主要是在冶金工业中进行的,如碳化厂、铝厂等。

  煅烧焦炭主要用于生产石墨电极、碳糊制品、金刚石砂、食品级磷工业、冶金工业、电石等。其中石墨电极应用最为广泛。

  煅烧石油焦在中国有很好的销售市场,其的用户是铝工业。石油焦在国外市场的前景也是乐观的,主要出口到美国、日本、新加坡和俄罗斯。普通石油焦与煅烧焦的价格相差数百元/吨。石油焦煅烧是提高炼油厂焦化装置经济效益的重要措施。石油焦后处理可使石油焦大幅增加。

  生产石墨电极:

  煅烧焦炭与石墨电极的差值约为1000元。石油焦煅烧属于原料的一次加工,是生产石墨电极的必要工艺。因此,首先可以通过煅烧石油焦来提高石油焦的销售价格,然后利用煅烧焦生产石墨电极来提高石油焦的附加值,从而增加收入。吉林炭素有限公司先后引进美国、日本石墨电极及接头、法国高压浸渍、二次燃烧设备及部分石墨化工艺,利用日本进口针状焦生产国际水平的超高功率石墨电极,填补了国内外石墨电极的空白。中国的差距。低硫锻烧焦炭主要用于生产普通石墨电极。高硫石油焦会导致石墨电极开裂,不适合石墨电极。

  生产活性炭:

  与其他类型的活性炭相比,石油焦活性炭成本较低,可生产多种高、中、低品位的性能良好的活性炭。活性炭是一种具有特殊微晶结构的非极性碳吸附剂。它具有微孔、比表面积大、吸附能力强、化学性质稳定、耐酸碱、耐高温等特点,可用于气相和液相,广泛应用于脱色、脱臭、气体净化、废水处理、溶剂回收、分离纯化、催化剂载体等领域。制备活性炭的原料很多。工业生产中使用的主要原材料有木材、果壳、煤炭等含碳材料。

  制作手机、手提电脑专用电池的电极:

  以低硫石油焦为电极的移动电话和便携式计算机电池因其耐久性和使用寿命长而得到业界的一致认可。以石油焦为电极具有很高的附加值。

  用作CFB锅炉和水泥工业燃料:

  对于加工高硫原料的延迟焦化工艺,为了使产品得到综合利用,提高装置的综合效益,需要将延迟焦化工艺进一步推广到下游加工。利用高硫石油焦作为循环流化床锅炉和水泥工业燃料的技术已经相继发展起来。

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