针状焦生产现状及工艺技术研究
2017年07
月
针状焦生产现状及工艺技术研究
王军(方大喜科墨（江苏）针状焦科技有限公司,江苏徐州221300)
摘要：针状焦是20世纪70年代出现的优质碳种，广泛地应
用于电炉炼钢中。本文介绍了国内外针状焦的生产现状以及针状焦的生产工艺技术，提出国内针状焦的生产技术和质量还有待提高。
关键词：针状焦；生产现状；工艺技术
针状焦通常情况下主要是用来生产石墨电极，属于一种新型材料。利用这种材料生产出的石墨电极具有良好的化学性能和物理性能，抗腐蚀性和耐磨性较高，抗氧化性较强，本着自身的优点得到了各行业的高度认可，在目前的工业生产中十分常见。
1针状焦生产现状
1.1国外生产现状
油系针状焦最早由美国大湖碳素公司发明，直到1968年实现了工业化生产。1970年日本三菱化成工业公司对煤系针状焦进行了大力度开发，从目前的情况来看，国外的针状焦生产技术基本趋于成熟。比较知名的厂家有美国大陆石油公司、美国大湖炭素公司、日本兴亚株式会社、三菱化学株式会社等。1.2国内生产现状
我国对针状焦的研究最初于20世纪70年代，直到目前为止已经有了将近40个年头。目前我国在这方面取得成就较为明显的有山西宏特煤化工公司（煤系）、中钢集团鞍山热能研究院（煤系）和锦州石化公司（油系）等三家企业。据不完全统计，我国每年对针状焦的需求量约为20万吨，但由于国内针状焦产能上的不足和质量稳定性的欠缺，还有部分依赖进口。
2针状焦生产工艺技术
油系针状焦和煤系针状焦的生产工艺基本上没有区别，都要经过原料处理、延迟焦化以及煅烧三个环节。2.1原料预处理
由于油系针状焦原料杂质含量较低，因此预处理相对简单。而煤系针状焦的原料中主要含有喹啉不溶物等杂质，不仅不利于炭化晶体融并，也会影响成焦组织。关于煤系针状焦原料预处理方法主要有以下几种。
2.1.1蒸馏分离法
蒸馏分离法最初源于美国，由美国申请专利。这种技术是将原料采用真空蒸馏装置进行分馏切割，可以有效去除喹啉不溶物等杂质。蒸馏分离法的核心就是真空分馏，操作简单、成本较低；存在的缺点是原料收率低。
2.1.2离心分离法
利用离心装置将煤质沥青中原料和杂质分离，然后过滤除去含喹啉不溶物等杂质的残渣。该工艺技术的特点是原料收率高，但投资大且产品质量一般。
2.1.3溶剂分离法
溶剂分离法指的是利用相应的溶剂分离煤质沥青中的喹啉不溶物杂质，该技术的关键是如何将脂肪烃和芳香烃进行混合才能配制成萃取液。溶剂分离法的优点是操作简单、控制容易、产品质量好；缺点是需要耗费大量的成本。
2.1.4改质分离法
改质分离法由我国申请的专利。主要指的是在特定的环
境下对将煤质沥青进行闪蒸，之后在专用聚合釜内聚合，随即就可以得到一种缩聚沥青，也就是针状焦原料。改制分离法的优点是工艺简单、耗费成本低；从目前的情况来看这种技术的研发还尚未完善，处于初始阶段，还未成功实现工业化。
目前，我国成功进入工业化阶段的煤系针状焦原料预处理工艺技术只有溶剂分离法，这种技术由中钢热能研究院研发试验并进入工业化生产阶段，自研发成功以来取得了很多显著的成绩。
2.2延迟焦化
延迟焦化工艺分为两个步骤：首先将通过预处理工艺得到的精制沥青进行加热；满足温度要求后将其投入焦化塔，使其发生裂解、缩合等反应，最终生产出延迟焦。延迟焦化工艺技术的关键是焦化温度的控制、成焦压力的控制和循环比的控制。
2.2.1焦化温度的控制
要想生产得到优质针状焦，必须对焦化温度进行合理控制。焦化温度低且慢速升温有利于中间相的生成，如果温度过低也会导致升温慢从而影响产品的最终质量。
2.2.2成焦压力的控制
成焦时进行加压处理可以使原料中的小分子成分无法挥发而是以液体状态存在于体系中，能够降低体系黏度，促进中间相小球体的成长和融并，最终得到性能较好的产品，同时保证生产效率。整个过程中需要注意控制好煤系针状焦的成焦压力，最好控制在0.2～0.5MPa 之间。
2.2.3循环比的控制
控制循环比可以有效控制针状焦质量和产率。同时也是控制系统热平衡和物料平衡的关键参数。通常将煤系针状焦的循环比控制在0.5～2.0。2.3煅烧
延迟焦经1500℃以上的高温煅烧工艺，结构和元素组成发生一系列变化，使得能够更好的提高针状焦的稳定性、导电性、机械性等参数。
3结语
目前，国内针状焦的生产工艺技术已获得显著进步，除了少量依赖进口以外，国内针状焦的生产总量基本上可以满足企业的实际生产需求。但是从本质上来讲相较于国外技术水平来说还存在很大的差距，对此，还需要加大这方面的研究力度，选择合适的生产技术，严格控制生产过程，全面提高生产技术水平，促进行业实现健康、可持续发展。
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