石油焦

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石油焦(Petroleum Coke)

目录

什么是石油焦[1]

  石油焦是指原油经蒸馏后将轻重质油分离开以后,其中的重质油再经过热裂变的过程,转化而成的新的产品。这种产品要单从外观上看,形状并不是很规则,而且大小不一的黑色块状(或颗粒),并且有金属光泽,焦炭的颗粒具有多孔隙结构的特点。石油焦主要的元素组成仍为碳,约占有80wt%以上,其余元素为氢、氧、氮、硫和一些金属元素。石油焦本身具有其特有的物理、化学性质及其机械性质,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)等的组合,这些指标也决定焦炭的化学性质。

石油焦的分类及主要用途[1]

  • 石油焦的分类

  通常情况下石油焦通常有下列四种分类方法:

  第一种,按加工方法分类,可分为生焦和熟焦。生焦即延迟焦化装置的焦炭塔得到,义称原焦,里面含较多的挥发成分,强度不高;熟焦是指生焦经煅烧(1300℃)处理后得到的,又称为煅烧焦。

  第二种,按硫含量的高低分类,一般可分为高硫焦(硫元素的含量高于4%)、中硫焦(硫元素含量在2% ~4%)和低硫焦(硫元素的含量低于2%)。焦炭中的硫元素含量主要取决于原料油的起始的含硫量。如果硫含量增高,焦炭质量就会降低,其用途也会随之而改变。

  第三种,按显微结构形态的不同分类,即分为海绵焦和针状焦海绵焦即是多孔如海绵状,也又称为普通焦。而针状焦细致密如纤维丝状,即又称为优质焦。针状焦在性质上同海绵焦有非常明显的差别,它不但具有“三高三低”(即高密度、高纯度、高强度、低硫、低烧蚀量、低热膨胀系数)的特点,以及良好的抗热震性能等优点,而且在导热、导电、导磁和光学上都具有非常明显的各向异性。

  第四种,按外观的不同形态又可分为针状焦、弹丸焦(或者叫球状焦)、海绵焦、粉焦四种。所谓的针状焦,指的是外观具有明显的针状结构和纤维纹理,一般主要作用是炼钢中的高功率和超高功率石墨电极使用。海绵焦,即指含硫高,且含水率高,虽表面粗糙,但价格较高。弹丸焦即观形状呈圆球形,因为其表面光滑一般的含水率也较低,通常是由高硫高沥青质渣油生产出来的,只能用于发电,水泥工业作为燃料。所谓的粉焦,即径流态化焦化工艺生产出来的,其颗粒在(直径为O.1—0.4mm)挥发份高热膨胀系数较高,应用是不能直接用于电极制备和碳素行业的。

  • 石油焦的主要用途

  石油焦的通常主要用途十分广泛,主要是用作电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。一般来说,煅烧焦主要用于生产加工石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等,应用最广泛的当然就是石墨电极。而且生焦不经锻烧即可直接用于碳化钙作电石主料,并可生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖,通常也可用作铸造工艺用致密焦等。

石油焦的特性[2]

  石油焦是一种黑色或暗灰色的坚硬固体石油产品,呈多孔性,是由微小的石墨结晶形成粒状、柱状或针状的炭体物,其碳氢比高达18~24,其堆积比重为0.9~1.1,低位发热量约为煤的1.5~2倍,灰分为0.1%~1.5%,挥发分为3%~16%,接近于无烟煤。延迟焦化的石油焦挥发分不大,强度小,粉末较多。硫含量是石油焦的重要指标,一般规定不得超过1.5%,对于硫含量超过2.0%的石油焦,需采用脱硫工艺生产含硫小于1.0%的石油焦。

  石油焦的质量除受焦化工艺影响外,很大程度取决原料油的性质。一般低硫环烷基原油生产的石油焦质量最好,含针状结构的成分多。石蜡基原油次之,高硫沥青基原油最差。克拉玛依原油是生产针状焦的良好材料。

参考文献

  1. 1.0 1.1 刘玉平.石油焦制备高比面积活性炭的深加工技术[J].中国化工贸易,2012(5)
  2. 李彦林,任恒昌,王燕,王桂荣,朱敏,李宽.锅炉燃煤掺烧石油焦的试验研究与应用[J].中国锅炉压力容器安全,2002(3)
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