《以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝》是中鋼集團鞍山熱能研究院於2005年12月29日申請的專利，該專利的公布號為CN1793286，授權公布日為2006年6月28日，發明人是於洪武、姚恩東、胡成秋、曾范義、張光全。
《以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝》涉及高分子有機化合物熱轉化技術領域，具體地說是涉及以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝。該工藝的特徵在於：管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃－520℃開始進料，開始以每小時5℃升溫速度升至440－450℃，然後恆溫進料2－4小時，再以每小時5℃升溫速度升至460－470℃，恆溫進料4－6小時，然後，快速升溫至490－520℃，總進料時間24－36小時。其優點是：製得的針狀焦熱膨脹係數低；設備採用已有的設備，不用改進；製得的針狀焦可滿足製造高功率電極和超高功率電極的技術要求，且製造成本較低。
2020年7月14日，《以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝
- 申請人：中鋼集團鞍山熱能研究院
- 申請日：2005年12月29日
- 申請號：2005101367377
- 公布號：CN1793286
- 公布日：2006年6月28日
- 發明人：於洪武、姚恩東、胡成秋、曾范義、張光全
- 地址：遼寧省鞍山市高新技術開發區鞍千路301號
- Int. Cl.：C10B55/00(2006.01)
- 代理機構：鞍山嘉訊科技專利事務所
- 代理人：張群
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
針狀焦具有光學上的各向異性，並有良好流線型針狀結晶碳結構，破碎後其顆粒呈細長狀，是製造高功率（HP）電極和超高功率（UHP）電極必須使用的骨料原料。用針狀焦製造的HP電極和UHP電極，具有比電阻小、熱膨脹係數低、允許通過的電流密度大、抗氧化性能好、耐熱衝擊性能強等一系列優點。用於超高功率電爐冶煉，比普通電爐冶煉可以節約電能20-30％，縮短冶煉時間30-50％。
2005年前技術中製取針狀焦的工藝，日本採用溶劑法生產，成本較高。中國國內製取針狀焦的方法如中國專利CN8610067.5，公開了一種針狀焦的製取方法，是以煤焦油或煤焦油瀝青及其餾分為原料，不添加任何溶劑，僅進行加熱和真空閃蒸處理，提取中沸點餾分得純淨原料，再經熱縮聚製得適宜中間相小球體生長的縮聚瀝青，然後在改進的延遲焦化裝置中進行焦化處理得煤系針狀焦，該方法存在的缺點是熱膨脹係數高，不能完全滿足製造高功率電極和超高功率電極的技術要求。
發明內容
專利目的
《以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝》的目的是提供一種以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝，該工藝的特點是：利用成熟的延遲焦化工藝與設備和成熟的迴轉窯煅燒工藝與設備，改變其操作參數，以精製煤焦油軟瀝青為原料，製造煤瀝青針狀焦，製得的煤瀝青針狀焦熱膨脹係數低，完全滿足製造高功率電極和超高功率電極的技術要求，且成本較低。
技術方案
以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝，其工藝步驟為：精製煤焦油軟瀝青進入針狀焦原料槽，由泵抽出經預熱器加熱後，進入分餾塔底部；進入分餾塔的精製煤焦油軟瀝青與來自焦化塔的高溫油氣進行熱交換，即與凝縮的循環油混合，混合油再由泵從分餾塔底抽出送至加熱爐，經加熱爐的的對流段、輻射段加熱後，進入焦化塔；進料24-36小時後，停止進料，經水力除焦、脫水、分級進入迴轉窯加熱煅燒，得到成品針狀焦；該工藝的特徵在於：管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃-520℃開始進料，開始以每小時5℃升溫速度升至440-450℃，然後恆溫進料2-4小時，再以每小時5℃升溫速度升至460-470℃，恆溫進料4-6小時，然後，快速升溫至490-520℃，總進料時間24-36小時；
在該工藝中，主要控制參數為：管式加熱爐入口溫度為320℃，管式加熱爐出口溫度為420-520℃，管式加熱爐注水量為90-200千克/小時；循環比0.8-1.8；焦化塔頂油氣溫度450-495℃；焦化塔頂壓力0.1-1.0兆帕；焦化塔進料時間24-36小時；分餾塔頂溫度130-180℃；分餾塔頂壓力0.06-0.5兆帕；迴轉窯加熱段溫度1400-1500℃；冷卻機排料溫度80-100℃。為防止混合油在輻射段爐管內結焦，輻射段爐管設注水或過熱蒸汽入口3至6處。
改善效果
製得的針狀焦熱膨脹係數低；設備採用已有的設備，不用改進；製得的針狀焦可滿足製造高功率電極和超高功率電極的技術要求，且製造成本較低。
技術領域
《以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝》涉及高分子有機化合物熱轉化技術領域，具體地說是涉及以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝。
權利要求
1、以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝，其特徵在於其工藝步驟為：精製煤焦油軟瀝青進入針狀焦原料槽，由泵抽出經預熱器加熱後，進入分餾塔底部；進入分餾塔的精製煤焦油軟瀝青與來自焦化塔的高溫油氣進行熱交換，即與凝縮的循環油混合，混合油再由泵從分餾塔底抽出送至加熱爐，經加熱爐的的對流段、輻射段加熱後，進入焦化塔；進料24-36小時後，停止進料，經水力除焦、脫水、分級進入迴轉窯加熱煅燒，得到成品針狀焦；該工藝的特徵在於：管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃-520℃開始進料，開始以每小時5℃升溫速度升至440-450℃，然後恆溫進料2-4小時，再以每小時5℃升溫速度升至460-470℃，恆溫進料4-6小時，然後，快速升溫至490-520℃，總進料時間24-36小時；
在該工藝中，主要控制參數為：管式加熱爐入口溫度為320℃，管式加熱爐出口溫度為420-520℃，管式加熱爐注水量為90-200千克/小時；循環比0.8-1.8；焦化塔頂油氣溫度450-495℃；焦化塔頂壓力0.1-1.0兆帕；焦化塔進料時間24-36小時；分餾塔頂溫度130-180℃；分餾塔頂壓力0.06-0.5兆帕；迴轉窯加熱段溫度1400-1500℃；冷卻機排料溫度80-100℃。
實施方式
1）原料性質：使用的原料煤焦油軟瀝青的技術指標如下：Sp℃30、芳香度0.873、QI％ 0.08、B％ 5.92、C％ 92.16 H％ 5.83、（N+S+O）％ 0.21。
2）主要操作參數A1：管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度420℃開始進料，開始以每小時5℃升溫速度升至440℃，然後恆溫進料2小時，再以每小時5℃升溫速度升至460℃，恆溫進料4小時，然後，快速升溫至490℃，總進料時間24小時。管式加熱爐注水量160千克/小時；循環比0.9；焦化塔頂最高油氣溫度465℃；焦化塔頂最高壓力0.5兆帕；分餾塔頂最高溫度180℃；分餾塔頂壓力最高0.18兆帕，迴轉窯加熱段溫度1500℃；冷卻機排料溫度80℃。
3）主要操作參數A2：管式加熱爐入口溫度320℃；管式加熱爐出口溫度520℃開始進料，開始以每小時5℃升溫速度升至440℃，然後恆溫進料4小時，再以每小時5℃升溫速度升至465℃，恆溫進料6小時，然後快速度升溫至520℃，總進料時間36小時。管式加熱爐注水量190千克/小時；循環比1.2；焦化塔頂最高油氣溫度475℃；焦化塔頂最高壓力0.6兆帕；分餾塔頂最高溫度180℃；分餾塔頂最高壓力0.18兆帕；，迴轉窯加熱段溫度1400℃；冷卻機排料溫度100℃。
4）實施結果：製取的煤瀝青針狀焦A1、A2煅燒後的質量指標列入表1，用A1、A2製作的Φ20小型電極煅燒後的測試結果列入表2
表格數據
榮譽表彰
2020年7月14日，《以煤焦油軟瀝青為原料製取針狀焦的工藝》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
