石油焦生产工艺及设备ppt课件

石油焦简介，目录，1 .石油焦简介1.1石油焦简介1.2石油焦制造工艺1.3石油焦特性1.4石油焦分类1.5石油焦选项2。石油焦用途2.1电解铝原理介绍2.2石油焦电解阳极2.3石油焦其他用途3。烹饪焦炭工艺和设备，3.1加工工艺3.1.1工艺原理介绍3.1.2罐式煅烧炉工艺3.1.3回转窑工艺3.1.4电气煅烧炉工艺3.2主要设备和辅机3.3主要设备制造商3.4主要设备运输计划4。石油焦市场4.1石油焦市场简介4.2国内主要制造商及市场情况，1.1石油焦简介，石油焦是原油蒸馏分离轻重油后转化为重油和热分解的产品。本质是部分石墨化的碳形态。外观不规则形状的黑色块状(或颗粒)，有金属光泽，颗粒多孔结构，主要元素由碳构成，其他元素由氢、氧、氮、硫、金属元素构成，不能熔化。广泛用于冶金、化学等工业，作为生产电极或化学产品的原料。1.2石油焦制造工艺，国内和国外石油焦生产的焦化工序初期，经常使用釜结焦或平炉结焦，目前经常使用延迟焦化，少数炼油厂采用流化焦化、接触焦化等焦化工艺，石油焦的性质首先与原料有关，与焦化工序有关。以下是对延迟焦化的介绍。延迟焦化残渣以极高的速度通过加热炉的管道，加热残余物到500 ，立即进入几十米高的焦化塔，残余物在焦化塔内以自己带来的热量进行焦化反应，从塔顶排出大量蒸汽-液体产品，剩余焦炭、焦炭的量占塔顶残留物的10%至20%。延迟焦化装置通常在一个加热炉上安装两个焦化塔，加热指定温度的残余物，流入两个焦化塔之一，焦炭在焦化塔内以一定高度生成和积累时，想把热残余物转换到另一个焦化塔。焦化塔外汽液产品回收分馏系统连续生产，两个焦化塔分别处于焦化生产状态，另一个处于焦化生产或准备状态。残留物在焦化塔上需要大约24小时，根据残留物的特性和循环比的大小，根据各塔吞吐量，用水压除焦装置(压力大于10MPa的高压)切割和排出塔式产生的焦炭。延迟焦化原料主要有减压渣油(直渣油)、二次加工残渣(如热解残渣、催化分解残渣、柴油热解残渣、石油沥青)，有时直接使用原油。石油焦的质量首先与原油或残渣的组成及特性有关，由于各种原油的特性不同，蒸馏获得的残渣的特性也不同。也就是说，相同的原油经过不同的加工装置后，残留物的性质也发生了很大的变化。中国延迟焦化原料大部分是减压渣油，密度小于1，焦化值不大，减压渣油的胶和沥青含量高，芳烃含量低，焦化时大部分会产生蜂窝或海绵结构(也有低针状焦生成)，因此该石油焦的石墨化后电阻率高，热膨胀系数大。一般延迟焦化工序生产的延迟焦炭挥发含量达10% 15%，粉末焦散多，焦炭的机械强度低。1.3石油焦的物理化学性质表示石油焦的物理化学性质，包括灰分、硫分、挥发、实际密度、多孔、电阻率、热膨胀系数和机械性质。a .灰分指一种物质的固体无机物含量。石油焦灰的主要元素有铁、硅、钙、铝、钠、镁，少量钒、钛、铬等。生产电解铝用阳极材料和电解氯化钠溶液的石墨阳极时，必须限制石油焦中钒的含量。影响石油焦灰分大小的因素首先是原油的含盐量和脱盐水平，原油的盐分通过蒸馏或分解加工，大部分浓缩在残渣中，小部分沉积在管子、容器、设备中，残留的盐分大部分留在焦炭中。石油焦的灰分还受冷却水和除焦用高压水盐的影响。特别是多次重复使用的冷却水和除焦用高压水，盐分一般比较高。生产的石油焦的沉积物或风吹沉积(例如堆在露天中)也会增加石油焦的灰分，生产石墨产品的石油焦的灰分通常必须低于0.5%，生产高纯度石墨的石油焦的灰分不得超过0.15%。b .硫分硫是影响石油焦质量的杂质之一，石油焦中的硫取决于残留硫量，30-40%的剩余硫残留在石油焦中，高硫含量渣油中的预氢脱硫减少了渣油中的硫量，相应地减少了生成的石油焦中的硫含量。石油焦中的硫可分为硫的有机化合物(硫醚、硫醇、磺酸等)和硫的无机化合物(硫化铁、硫酸盐)。一般情况下，煅烧到1300 ，要提高到约1450 的煅烧温度，脱硫效果更好，部分硫化物必须在石墨化高温下排出。硫是生产铝电解阳极材料和生产石墨产品的有害因素，高硫石油焦生产的石墨电极在石墨化过程中发生“膨胀”现象，容易产生产品裂纹。在炼钢硫含量高的石墨电极时，吨钢电极消耗的增加，中国大部分生产地的石油硫被划分为低点，仅在使用国内高硫原油或进口高硫原油的炼油厂生产的石油硫硫的硫高。c .挥发分将石油焦炭的隔离空气加热到一定温度。其中有机物和部分矿物分解成气体或液体，排出，然后去除石油焦中的水分，就挥发了。石油焦的挥发度大小是焦炭温度高，可达到700 的油罐焦炭的温度高，因此油罐焦炭的挥发度低(3% 7%)，而焦炭延迟焦化的焦炭的结焦温度只有500 左右，因此其挥发度达到8% 15%，焦炭延迟焦化的挥发度不仅是焦化温度，还包括渣油焦化来自同一个塔的焦炭的挥发性也很大。位于塔底部的焦炭结构紧凑，体积密集，挥发点低，塔顶部的焦炭结构松散，挥发度高得多。石油焦的挥发性对碳产品的质量影响不大，但对煅烧工作有效，高挥发性石油焦在使用普通结构的回转窑或罐煅烧方面存在困难，需要对煅烧装置进行必要的改造，以满足煅烧和挥发性石油焦的需要。d .实际密度是指在绝对密度状态下材料体积内，除内部空隙以外的固体材料的实际体积。在1300 煅烧的石油焦的实际密度大小是衡量石油焦质量的主要项目，一般来说，煅烧后实际密度越高，这种焦炭容易发黑，石墨化后电阻率低，热膨胀系数小，石油焦的体积密度表示焦炭结构的致密性，与机械强度成正比。实际密度除了焦炭的体积密度外，还与焦炭的颗粒性有关。e .电阻率是用于表示各种物质的电阻特性的物理量。未煅烧的生焦电阻率高，接近绝缘体，经过煅烧后电阻率急剧下降，石油焦的电阻率与煅烧温度成反比，由1300 煅烧的石油焦的电阻率降低到500 m左右。f .热膨胀系数物体因温度变化而有膨胀和收缩。单位温度变化引起的体积变化，即热膨胀系数为等压力。石油焦的热膨胀系数主要取决于渣油的性质，即渣油芳烃的含量和沥青含量、芳烃含量高、沥青质、胶质含量低的渣油，生产的石油焦的热膨胀系数低，针状焦是这样的石油焦。大容量超高强度石墨电极及接头毛坯的生产必须使用热膨胀系数低的针状焦。石油焦的热膨胀系数与测试温度相关，在中国测试热膨胀系数的标准温度为100 600 ，测试温度不同的结果无法直接比较。，g .机械性能石油焦的机械性能对“可破碎性”、脆性和磨损率、石油焦的“可破碎性”和脆性在电极制造过程中具有实际意义，可通过破坏前后焦炭大小的比率来评价可破碎性，脆性表示焦炭运输和输送过程中的可破碎性。表征石油焦磨损率的测试方法是原焦的磨损率与挥发分含量成正比，与体积密度成反比，煅烧后石油焦磨损率明显下降的滚筒测试。1.4石油焦分类，石油焦一般有四种分类方法：a .根据处理方法：分为原始焦炭和烹饪焦炭。前者得到的延迟焦化装置称为原焦炭塔，包含了更多的挥发、低强度；后者经煅烧(1300)处理，也称为煅烧。b .硫含量标准：分为高硫焦炭(硫的质量含量高4%以上)、中硫焦炭(硫含量高2% 4%)和低硫焦炭(硫含量低于2%)。硫含量主要取决于原料油中的硫含量。随着硫含量的增加，焦炭质量降低，其用途也发生了变化。c .取决于微结构：海绵焦和针状焦。电子是海绵状的多孔性，也称为一般焦点。后者也称为高密度、高质量的焦点，如纤维。性质上，针状焦具有高密度、高纯度、高强度、低硫、低热腐蚀、低热膨胀系数和良好的抗热冲击性等特点。在导热、导电、导电和光学方面有明显的各向异性。孔又大又小，有点椭圆形，破损的表面有清晰的纹理结构，触摸有润滑感。针状焦主要由芳香烃含量高、非碳氢杂质含量低的残渣制成。d .根据形式：针状焦、运载火箭焦炭或球形焦炭、海绵焦炭、粉末焦炭。针焦：具有明显的针结构和纤维纹理，主要作用于炼钢过程中的高功率和超高功率石墨电极。海绵焦：硫含量高，水分含量高，表面粗糙。运载火箭焦炭或球形焦炭：形状为圆形球体，直径为0.630mm，表面光滑，水分含量低。一般产于高硫高沥青质残渣，只能用于发电、水泥等工业燃料。粉末焦炭：通过流化焦化工艺生产，颗粒(直径0.10.4mm)具有较高的热膨胀系数，不能直接用于电极制造和碳工业。针状焦、海绵焦、弹丸(球形)焦、粉末焦、1.5石油焦的购买、石油焦的质量在很大程度上取决于原料的特性和加工条件。主要质量指标是a .纯度：石油焦中硫和灰分的含量。高硫焦炭在石墨化时导致产品膨胀，导致碳产品开裂。高灰分会干扰结构的结晶，影响碳产品的使用性能。b .结晶度：表示焦炭的结构和中间小球体的大小。由小球体形成的焦炭、海绵状的多孔、大球体形成的焦炭、纤维状或针状等致密结构，质量优于海绵状焦炭。在质量指标中，振幅大致表示此性能，振幅高表示结晶度好。c .抗热冲击性：表示经受突然高温上升或高温突然冷却的热冲击时焦炭产品的抗破裂性能。针状焦产品抗热震性好，使用价值高。热膨胀系数表示此性能。热膨胀系数越低，抗热冲击性越好。d .粒度：反应焦炭中包含的粉末焦炭和散装颗粒焦炭(可用焦炭)的相对含量。粉末焦炭大部分是在除焦和储存过程中被挤压摩擦等机械作用粉碎的，因此其数量也是机械强度的表现。生焦可以预防煅烧成熟焦后的粉碎。颗粒焦散多，粉末焦散少，使用价值高。水分测定时允许在焦炭堆中取样，水分指标没有拒绝条件2。使用石油焦，介绍2.1电解铝原理，电解铝是电解得到的铝。现代电解铝工业生产使用冰晶石-氧化铝熔盐电解法。熔融冰晶石作为溶剂，以氧化铝为溶质，以碳体为阳极，铝溶液为阴极，以强直流电透射，然后在950 970对电解槽内的阳极进行电化学反应，进行电解。工艺碳体为阳极，铝液体为阴极，通过强直流电，在950 970对电解槽内的阳极进行电化学反应，即电解。化学反应主要通过此方程式进行：2Al2O3 3C=4Al 3CO2。阳极：2 O2/c-4e/=CO2阴极：Al3 3e=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，含有一定量的氟化氢等有害气体和固体灰尘。为了保护环境和人类健康，必须净化阳极气体，去除有害气体和灰尘，然后排放到大气中。阴极产物是铝液体，铝液体通过真空升降袋从槽中提取，送到铸造厂，用保温炉在内径上净化，然后用铝锭铸造，或直接加工成线坯、型材等。要用2.2石油焦炭做电解阳极，在铝电解过程中碳阳极平均每天消耗2厘米左右，定期向电解槽添加新的阳极糊(自焙阳极)，或者定期更换新的阳极块(预焙阳极)，以便铝电解槽正常运转。铝电解生产对碳阳极的基本要求是对熔盐侵蚀的电阻低、纯度高、机械强度好。碳阳极的质量和工作条件对铝电解电流效率、铝电解功耗和材料消耗有很大影响。铝电解槽正常运行时，碳阳极的欧姆电压降低到300600mV，占槽电压的10% 15%，吨铝碳阳极的净消耗为400 500公斤(以渣油回收装置为准)。提高原料质量，改善生产配方和工艺、阳极结构形式、阳极的工作体系，可以提高阳极工作质量。1，2，3，4，5，6，自焙阳极利用铝电解槽自身的热分解阳极糊的沥青，焦化后与骨料碳粒形成致密的固体阳极。自焙阳极主要分为两种类型：插入导电钢条(阳极棒)插入侧插入(或插入侧)棒自焙阳极和顶板棒自焙阳极。插件栏自烘焙阳极。导电钢棒在阳极上部插入器中被称为自焙阳极。自焙阳极由阳极框架集、阳极钢棒、碳阳极本体和框架集升降机构组成。插头负载自焙阳极铝电解槽的电流容量为80 160 ka，阳极电流密度为0.6 0.75a/cm。侧面(侧面)插入到自烘焙阳极中。导电杆(阳极棒)在侧面插入器中被称为自焙阳极。侧面自焙阳极由阳极框架、阳极棒、碳阳极本体和阳极提升机制组成。侧塞棒自焙阳极铝电解槽的电流容量为40 130 ka，阳极电流密度为0.7 1.0a/cm2，电流容量为10万a以下的中小型铝电解槽，大部分使用侧自焙阳极。由于从铝电解槽侧插入了阳极棒，因此均匀的电流分布受阳极宽度的限制。另外，阳极底部中心部分温度高，热量差，限制了铝电解槽容量的扩大。自焙阳极操作包括阳极糊、阳极氧化棒、钉阳极棒(用于插入自焙阳极)、传输阳极小型总线、升降机阳极框、阳极高度调节等。自焙阳极工作不正常，或者阳极糊质量不好，会产生阳极缺陷，直接影响铝电解槽的电流分布，损坏原来的温度系统，导致铝电解电流效率下降，提高铝电解功耗等。常见的自焙阳极缺陷包括流(泄漏)阳极糊、阳极缺陷、阳极裂纹、阳极剥离块、阳极长包、阳极点火和氧化。与预烘焙的阳极相比，自烘焙阳极的优点是无需更换即可持续工作，并且可以使用电解槽热量烘焙阳极，从而节约能源。阳极制造不需要成型和焙烧设备，因此可以节省投资。缺点是沥青烟直接从铝电解槽顶部散发，严重污染环境，给铝电解引起的烟气净化及铝电解自动化工作带来了困难；另外，自焙阳极运行比预焙阳极复杂，阳极欧姆压力降也高。自20世纪80年代以来，这个插槽没有用于新建大型铝厂。预焙阳极铝电解预焙阳极由若干阳极炭块组构成。每个阳极炭块组由1-2个宽度700-900mm、1400-1700mm长、500-600mm高的阳极炭块、阳极导轨、钢爪等组成。用生铁铸造或捣成碳糊，集成碳块和钢爪，用钢爪连接的阳极导向，用特殊卡钳在阳极母线上压紧，阳极提升机制用于提升阳极。预焙阳极大部分是不连续的工作。也就是说，每个阳极集可以使用18 28d。阳极炭块消耗原始高度的25%左右时，为了防止钢爪在铝电解槽中融化，必须悬挂预焙阳极炭块，以新的预焙阳极炭块代替。去除的碳块称为“残极”。去除铝电解质