石油焦基础知识

石油焦基础知识石油焦（PETroleumcoke）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%（WT是Weight的英文缩写就是重量百分含量的意思.5WT%相当于 50000PPM（PPM是以百万计含量）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。简介：渣油经延迟焦化加工制得的一种焦炭。本质是一种部分石墨化的炭 素形态。色黑多孔，呈堆积颗粒状，不能熔融。元素组成主要为碳，间或 含有少量的氢、氮、硫、氧和某些金属元素，有时还带有水分。广泛用于 冶金、化工等工业作为电极或生产化工产品的原料。，性状:石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。从 石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦（green cokes ），含一些未碳化的 碳烃化合物的挥发份，生焦就可当做 燃料级的石油焦，如果要做炼铝的阳 极或炼钢用的电极，则需再经高温煅烧，使其完成碳化，降低挥发份至最 少程度。大部份石油焦工场所生产的焦外观为黑褐色多孔固体不规则块状， 此种焦又称为海绵焦（sponge coke ）。第二种品质较佳的石油焦叫做针状 焦（needle coke ）与海绵焦比，由于其具较低的电阻及热膨胀系数，因此 更适合做电极。有时另一种坚硬石油焦亦会产生，称之为球状焦（shotcoke ）。这种焦形如弹丸，表面积少，不易焦化，故用途不多。加工工艺: 石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料,以高流 速通过500ClC加热炉的炉管，使裂解和缩合反应在焦炭塔内进行，再经 生焦到一定时间冷焦、除焦生产出石油焦。分类石油焦通常有下列四种分类方法按加工方法:可分为生焦和熟焦。前者由延迟焦化装置的焦炭塔得到，又称原焦，含较多的挥发分，强度差；后者是生焦经煅烧（1300C ）处理得到，又称煅烧焦。按硫含量的高低:可分为高硫焦（硫的质量含量高于 4%）、中硫焦（硫 含量2 %4 %）和低硫焦（硫含量低于2 %）。焦炭的硫含量主要取决于原料油的含硫量。硫含量增高，焦炭质量降 低，其用途亦随之而改变。按显微结构形态的不同：可分为海绵焦和针状焦。前者多孔如海绵状，又称普通焦。后者致密如纤维状，又称优质焦；在性质上与海绵焦有显著的差别，具有高密度、高纯度、高强度、低 硫量、低烧蚀量、低热膨胀系数及良好的抗热震性能等特点；在导热、导 电、导磁和光学上都有明显的各向异性；孔大而少，略呈椭圆形，破裂面 有清晰的纹理结构，触摸有润滑感。针状焦主要是以芳烃含量高、非烃杂质含量较少的渣油制得。按照不同的形态:可分为针状焦、弹丸焦或球状焦、海绵焦、粉焦四种。(1) 针状焦：具有明显的针状结构和纤维纹理，主要作用炼钢中的高功 率和超咼功率石墨电极。(2) 海绵焦：含硫咼,含水率咼，表面粗糙，价格咼。(3) 弹丸焦或球状焦：形状呈圆球形，直径0.630mm,因表面光滑所以含 水率较低 一般是由高硫高沥青质渣油生产，只能用于发电，水泥等工业燃 料。(4) 粉焦:径流态化焦化工艺生产，其颗粒在(直径0.10.4mm)挥发份高 热膨胀系数高，不能直接用于电极制备和碳素行业。质量指标:石油焦的质量很大程度上取决于原料的性质及其加工条件。主 要的质量指标有：纯度:指石油焦中硫及灰分等的含量。高硫焦炭会导致制品在石墨化时发 生气胀，造成炭素制品裂缝。高灰分会阻碍结构的结晶，影响炭素制品的 使用性能。结晶度：指焦炭的结构和中间相小球体的大小。小的小球体形成的焦炭， 结构多孔如海绵状，大的小球体形成的焦炭，结构致密如纤维状或针状， 其质量较海绵焦优异。在质量指标中，真密度粗略地代表了这种性能，真密度咼表示结晶度好。抗热震性：指焦炭制品在承受突然升至咼温或从咼温急剧冷却的热冲击 时的抗破裂性能。针状焦的制品有好的抗热震性，因而有较高的使用价值。 热膨胀系数代表这种性能。热膨胀系数愈低，则抗热震性愈好。颗粒度:反应焦炭中所含粉末焦和块状颗粒焦(可用焦)的相对含量。粉末 焦大多数是在除焦和贮运过程中受挤压摩擦等机械作用破碎而成，所以其 量大小也是一种机械强度的表现。生焦经煅烧成熟焦后可以防止破碎。颗 粒焦多、粉末焦少的焦炭，使用价值较高。石油焦质量标准元素一级品 1A 1B 2A 2B 3A 3B硫含量不大于 0.5% 0.5% 0.8% 1.0% 1.5% 2.0% 3.0%挥发份不大于 12% 12% 14% 14% 17% 18% 20%灰份不大于 0.3% 0.3% 0.5% 0.5% 0.5% 0.8% 12%水份 3% 3% 3% 3% 3% 3% 3%真密度不大于 2.08% 2.13% 2.13%粉焦量25%硅含量0.08%钒含量0.15%铁含量0.08%用途：石油焦可视其质量而用于制石墨、冶炼和化工等工业。低硫、优质的 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。另主要用于制取炭素制品，如 石墨电极、阳极弧，提供炼钢、有色金 属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品 电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可做为燃料，但做燃料用时需用分 级式冲击磨来进行超微粉碎，通过JZC-1250设备制成焦粉后才能进行燃烧， 目前用焦粉做燃料的主要是些玻璃厂、水煤浆厂等。附：石油焦与煤的对比石油焦与煤的对比元素石油焦煤热值 Btu/ib 13. 00015.000 10. 00013.000挥发物 WT% 48 640硫份 WT% 2. 55.5+ 0 74灰份WT% 0305 319水份 WT% 8 1.55碳含量 WT% 8297 4979密度 g/cm3 1218 1.36硬度（HGI） 3580 607