一、什么是石油焦

石油焦是延遲焦化裝置的原料油在高溫下裂解生產(chǎn)輕質(zhì)油品時(shí)的副產(chǎn)物，是石油在提煉過(guò)程中產(chǎn)生的一種可再利用的“廢料”，是黑色或暗灰色堅(jiān)硬固體石油產(chǎn)品，帶有金屬光澤，呈多孔性，碳?xì)浠衔铮?0－97%，含氫1.5－8%，還含有氮、氯、硫及重金屬化合物。

石油焦是電解鋁所用的預(yù)焙陽(yáng)極和陽(yáng)極糊、碳素行業(yè)生產(chǎn)增炭劑、石墨電極、冶煉工業(yè)硅以及是化工、冶金、水泥、發(fā)電等領(lǐng)域中重要的燃料。

二、石油焦的分類(lèi)和用途

1、按焦化方法：

平爐焦、釜式焦、延遲焦、流化焦，目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)延遲焦。

2、按熱處理溫度：

生焦和煅燒焦。

3、按硫含量的高低：

低硫：優(yōu)質(zhì)的熟焦，例如針狀焦，主要用于制造超高功率石墨電極和某些特種炭素制品；在煉鋼工業(yè)中針狀焦是發(fā)展電爐煉鋼新技術(shù)的重要材料。

中硫：普通的熟焦，大量用于煉鋁。

高硫：普通的生焦，則用于化工生產(chǎn)，如制造電石、碳化硅等，也有作為金屬鑄造等用的燃料。

4、按顯微結(jié)構(gòu)的不同：

海綿焦(又稱(chēng)普通焦)和針狀焦(又稱(chēng)優(yōu)質(zhì)焦) 。

5、按不同的形態(tài)：

針狀焦：具有明顯的針狀結(jié)構(gòu)和纖維紋理，經(jīng)煅燒后主要用作煉鋼中的高功率和超高功率石墨電極，部分用于負(fù)極材料。

彈丸焦或球狀焦:形狀呈圓球形，直徑0.6-30mm，一般是由高硫、高瀝青質(zhì)渣油生產(chǎn)，只能用作發(fā)電、水泥等工業(yè)燃料。

海綿焦：化學(xué)反應(yīng)性高，雜質(zhì)含量低，主要用于煉鋁工業(yè)及炭素行業(yè)。

粉焦：徑流態(tài)化焦化工藝生產(chǎn)，其顆粒在(直徑0.1~0.4mm)揮發(fā)份高熱膨脹系數(shù)高，不能直接用于電極制備和碳素行業(yè)。

三、如何選購(gòu)優(yōu)質(zhì)石油焦

石油焦的質(zhì)量很大程度上取決于原料的性質(zhì)及其加工條件。主要的質(zhì)量指標(biāo)有:

1、純度

指石油焦中硫及灰分等的含量。高硫焦炭會(huì)導(dǎo)致制品在石墨化時(shí)發(fā)生氣脹，造成炭素制品裂縫。高灰分會(huì)阻礙結(jié)構(gòu)的結(jié)晶，影響炭素制品的使用性能。

2、結(jié)晶度

指焦炭的結(jié)構(gòu)和中間相小球體的大小。小的小球體形成的焦炭，結(jié)構(gòu)多孔如海綿狀，大的小球體形成的焦炭，結(jié)構(gòu)致密如纖維狀或針狀，其質(zhì)量較海綿焦優(yōu)異。在質(zhì)量指標(biāo)中，真密度粗略地代表了這種性能，真密度高表示結(jié)晶度好。

3、抗熱震性

指焦炭制品在承受突然升至高溫或從高溫急劇冷卻的熱沖擊時(shí)的抗破裂性能。針狀焦的制品有好的抗熱震性，因而有較高的使用價(jià)值。熱膨脹系數(shù)代表這種性能。熱膨脹系數(shù)愈低，則抗熱震性愈好。

4、顆粒度

反應(yīng)焦炭中所含粉末焦和塊狀顆粒焦(可用焦)的相對(duì)含量。粉末焦大多數(shù)是在除焦和貯運(yùn)過(guò)程中受擠壓摩擦等機(jī)械作用破碎而成，所以其量大小也是一種機(jī)械強(qiáng)度的表現(xiàn)。生焦經(jīng)煅燒成熟焦后可以防止破碎。顆粒焦多、粉末焦少的焦炭，使用價(jià)值較高。

四、石油焦生產(chǎn)方法

國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)石油焦的焦化工藝早期為釜式焦化或平爐焦化，目前大量使用的是延遲焦化。此外，少數(shù)煉油廠采用流化焦化、接觸焦化等焦化工藝。

1、延遲焦化

延遲焦化裝置是煉油廠提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的主要加工裝置。它將減壓渣油、常壓渣油、減黏渣油、重質(zhì)原油、重質(zhì)燃料油和煤焦油等重質(zhì)低價(jià)值油品，經(jīng)深度熱裂化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的液體和氣體產(chǎn)品，同時(shí)生成石油焦。

在延遲焦化過(guò)程中，通常使用水平管式加熱爐在高流速、短停留時(shí)間的條件下將物料加熱至490~510℃的反應(yīng)溫度后進(jìn)入焦炭塔，在焦炭塔內(nèi)的一定的溫度、停留時(shí)間和壓力條件下，物料發(fā)生裂解和縮合反應(yīng)生成氣體、汽油、柴油、蠟油和焦炭。由于物料在加熱爐管中停留時(shí)間很短，僅發(fā)生淺度熱裂化反應(yīng)，物料在快速通過(guò)加熱爐爐管并獲得反應(yīng)所需要的能量后，它的裂化和縮合生焦反應(yīng)被“延遲”到加熱爐下游的焦炭塔內(nèi)發(fā)生，故該過(guò)程被稱(chēng)為“延遲焦化”。

延遲焦化裝置主要由8個(gè)部分組成：

焦化部分—分餾部分—?dú)怏w回收脫硫—水力除焦—焦炭脫水儲(chǔ)運(yùn)—吹氣放空系統(tǒng)—蒸汽發(fā)生—焦炭焙燒

2、接觸焦化和流化焦化

接觸焦化與流化焦化：接觸焦化屬于薄油層焦化，接觸焦化的載熱體是焦粒，焦粒的活性表面是生成新焦層的中心，按照載熱體焦粒大小的不同，可以把接觸焦化分成兩類(lèi)：

（1）粒度較大的移動(dòng)床接觸焦化（很少使用）；

（2）粉狀焦炭的流化床接觸焦化，簡(jiǎn)稱(chēng)流化焦化。

流化焦化使焦化的供熱條件有較大改善，流化焦化的主要設(shè)備為流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器由呈流化狀態(tài)的高溫焦炭粉粒（載熱體）填充，油氣和水蒸氣使粉焦呈流化狀態(tài)，渣油送入反應(yīng)器后，在高溫焦粒表面發(fā)生焦化反應(yīng)，因此生成的焦炭附著在粉焦上，反應(yīng)產(chǎn)品（油氣）經(jīng)旋風(fēng)分離器分離出焦粒后進(jìn)入分餾塔，在反應(yīng)過(guò)程中不斷從反應(yīng)器引出焦炭粉粒進(jìn)入燒焦器，用空氣燒去部分焦粒，再循環(huán)回反應(yīng)器，提供焦化反應(yīng)所需熱量，過(guò)多的焦炭粉粒則從系統(tǒng)中排出。流化焦化對(duì)的液體產(chǎn)品收率高，但焦炭收率低且多為粉焦，這種粉狀石油焦不適合用于制造石墨電極。

3、焦?fàn)t生產(chǎn)煅燒石油焦

焦?fàn)t生產(chǎn)煅燒石油焦的工藝方法克服已有煅燒石油焦生產(chǎn)的缺陷，解決焦?fàn)t不能單獨(dú)用延遲石油焦生產(chǎn)煅燒石油焦的難題，提供一種通過(guò)配制的延遲石油焦添加瀝青后，采用焦?fàn)t生產(chǎn)煅燒石油焦的焦化生產(chǎn)工藝。

焦?fàn)t生產(chǎn)煅燒石油焦的工藝方法由原料預(yù)處理、焦?fàn)t干餾煅燒、產(chǎn)品后處理和煤氣凈制四個(gè)系統(tǒng)組成：

1、原料處理系統(tǒng)，延遲石油焦和瀝青分別經(jīng)預(yù)破碎，以延遲石油焦重量比為70-99％、瀝青重量比為1-30％的比例用電子皮帶秤進(jìn)行摻配，然后進(jìn)行混合粉碎，粒度小于3毫米部分≥60％；

2、焦?fàn)t干餾系統(tǒng)，經(jīng)預(yù)處理的原料，送入焦?fàn)t進(jìn)行高溫干餾煅燒，控制煅燒溫度為950-1350℃，結(jié)焦時(shí)間為12-26小時(shí)，成熟的焦炭經(jīng)冷卻熄焦，熄焦時(shí)間為10-250秒，使焦炭溫度≤100℃；

3、產(chǎn)品后處理系統(tǒng)，出爐后的煅燒石油焦，對(duì)粒度進(jìn)行整粒，經(jīng)破碎、篩分處理用于石油焦（煅燒焦）的篩分，達(dá)到0-150毫米的粒度要求，分包裝或者散裝發(fā)運(yùn)；

4、煤氣凈制系統(tǒng)，高溫干餾煅燒產(chǎn)生的煤氣由焦?fàn)t進(jìn)入鼓風(fēng)冷凝系統(tǒng)，經(jīng)氣液分離器、冷凝器、初冷塔、鼓風(fēng)機(jī)、電捕塔、終冷塔冷卻處理后，將凈制后的煤氣送出。