浅谈针状焦的生产工艺及应用前景

针状焦是炭素工业的一种优质的炭材料材料,按原料不同分为煤系针状焦和油系针状焦,主要应用于高功率(HP)、超高功率(UHP)电极、人造石墨负极材料等领域.本文概述了国内外煤系针状焦的分类、指标、生产现状、技术进展及国内针状焦主要产业布局生产实践,并对我国针状焦工业未来发展前景进行概述.     

我国针状焦的生产与应用

针状焦是一种新型炭材料,是20世纪70年代在炭素材料领域大力发展的一个优质炭种,主要用于生产高功率(HP)和超高功率(UHP)石墨电极,目前在我国工业性开发获得成功。本文就我国针状焦工业化生产情况以及市场应用情况进行简要论述。     

石油系针状焦的市场现状与生产技术难点

针状焦是石油化工中的重要材料,在很多领域中有着广泛的应用,发挥着重要作用。根据针状焦生产过程中原材料的不同,可将其分为石油系针状焦与煤系针状焦两种。而石油系针状焦相较于煤系针状焦,其化学活性更强,应用效果更佳。但目前我国在石油系针状焦的研发和生产技术方面上存在一定的不足,导致市场供需很不平衡。本文针对石油系针状焦的理化性质及焦机理进行了详细分析,在此基础上,分析了我国石油系针状焦的市场现状,最后进一步探讨了石油系针状焦的生产技术难点,仅供参考和借鉴。     

我国煤系针状焦原料预处理技术工业化研究进展

针状焦是碳素材料中的优质品种,是生产超高功率石墨电极的主要原料。原料预处理的目的是脱除煤沥青的喹啉不溶物,溶剂法和改质法是已经实现工业化生产的煤系针状焦原料预处理方法。文章主要就这两种方法在我国煤系针状焦生产企业中的研究进展进行介绍。     

针状焦的工业化生产

我国目前生产的针状焦已用于高功率(HP)石墨电极的生产,但还不能满足超高功率(UHP)石墨电极生产的需要。主要原因是由于油系针状焦生产中原料的选择和预处理、煤系针状焦原料预处理、延迟工艺及煅烧温度等环节还存在一定难度。目前国内已投产的针状焦生产装置有3套,总能力为7万t/a。预计2003年国内UHP产量将达到5万～6万t,HP产量也将有一定涨幅,耗用针状焦的总量将为8万～10万t。     

超高功率石墨电极用针状焦评价方法探析

针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料,用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许电流密度大等优点,针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。以石油重油为原料生产的针状焦为油系,以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。两种针状焦生产工艺不完全相同,但用途基本相同。石油系以美国为代表,煤系则以日本为代表。     

超高功率石墨电极用针状焦评价方法探析北大核心

针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料。用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许电流密度大等优点。针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。以石油重油为原料生产的针状焦为油系,以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。两种针状焦生产工艺不完全相同,但用途基本相同。石油系以美国为代表,煤系则以日本为代表。     

针状焦的技术进展

针状焦是富含芳烃重质油经预处理、延迟焦化和煅烧后生成的一种优质焦，主要用于高功率（HP）和超高功率（UHP）石墨电极的生产。优质针状焦世界上只有美国、日本等几个国家能生产，我国“六五”期间开始研制针状焦，十几年来经小试、中试和工业化生产，技术上取得了很大进展，但是，与世界先进水平相比仍存在很大差距。     

煤系针状焦生产技术研究进展

针状焦由于性能稳定等,在制造高功率电极和炼钢方面有广阔应用前景,针状焦根据生产原料不同分为石油系和煤系。本文主要介绍了煤系针状焦发展现状,制备方法和其生产技术。虽然我国针状焦的生产已经取得显著的成果,但起步较晚,产品质量仍然参差不齐,因此还需要深入对针状焦的开发研究,使高品质针状焦能够尽快在我国实现工业化。     

用锦西焦加CGG针焦生产Ф450mm高功率石墨电极

分析了锦西焦与CGG油系针状焦的特性；以锦西焦为主加CGG油系针状焦为原料，生产Ф450mm高功率石墨电极，并对其生产过程中的工艺进行控制。结果表明：用锦西焦为主加CGG油系针状焦生产Ф450mm高功率石墨电极是完全可行的。     

煤系针状焦原料预处理技术进展

针状焦是生产超高功率石墨电极的新型材料。据针状焦成焦机理,煤焦油和煤焦油沥青作为针状焦生产原料时必须进行预处理将其中的喹啉不溶物等杂质除去。煤系针状焦原料的预处理方法主要包括溶剂法、过滤法、离心分离法、加氢法、改质法及溶剂-加氢法。上述方法均可将煤焦油和煤焦油沥青中的喹啉不溶物降至满足针状焦生产的要求,其中溶剂法中的溶剂-沉降法现已得到工业化应用。     

我国煤系针状焦的研究及生产状况

概述了中国煤系针状焦的研究发展过程,讨论了国内煤系针状焦的基础理论研究及工业试验、生产状况,着重介绍了原料预处理、延迟焦化制备生焦和回转窑煅烧的煤系针状焦生产工艺过程,评价了目前国内煤系针状焦的质量和应用状况。     

煤系针状焦生产工艺的研究

介绍了以煤沥青为原料生产针状焦的工艺。经过3年的试生产,针状焦质量达到国内先进水平,与日本进口针状焦产品的质量基本相当,国产针状焦的市场前景良好。     

国产宏特针状焦生产Φ350mm超高功率石墨电极

以国产针状宏特焦为原料采用传统生产流程及国际标准流程生产Φ350mm超高功率石墨电极,并对其生产过程中的工艺进行控制。结果表明,用国产宏特针状焦为原料采用国际标准流程生产Φ350mm超高功率石墨电极,理化指标完全达到用新日铁针状焦为原料生产Φ350mm超高功率石墨电极等同类产品,通过钢厂试用,其抗热震性能、抗氧化性能、消耗性能较好,能完全满足用户的使用要求;同时实现超高功率石墨电极国际标准流程,进一步降低生产成本。     

针状焦集约化技术的开发

针状焦是超高功率石墨电极、超级电容器、锂离子电极等的主要原材料,其集约化技术泛指依靠科技进步,提高工艺设备的性能,以最低的物耗、能耗取得最大的经济效益.煤系针状焦的集约化技术以原料精制后获得针状焦、碳纤维、溶剂油、耐火材料黏结剂为主要产品线;石油系针状焦的集约化技术以针状焦、汽柴油、超级活性炭为主要产品线.     

共炭化对热缩聚及炭化工艺过程的影响

采用煤沥青闪蒸油为原料,乙烯残油为添加剂,在实验室内进行热缩聚及炭化实验。结果表明:加入添加剂后,缩聚沥青的平均分子结构得到改善,从而显著改善了针状焦的显微组织结构,同时具有良好的脱氮效果。     

辽河催化裂化澄清油中间馏分恒温热转化反应研究

辽河催化裂化澄清油中芳烃含量高、沥青质含量低、分子量分布窄，是生产针状焦的优质原料，但其所含的灰分对澄清油的加工利用有着较大影响。先将澄清油中加入絮凝剂脱灰，再经减压蒸馏切割420～500℃的馏分，富集可生成针状焦的有效组分，去除原料中不利于热转化反应的因素，并以此中间馏分为原料进行恒温热转化。实验结果表明：澄清油预处理效果明显，原料组成趋于合理，所得中间馏分具有较低的nH／nC（H／C原子比）和适宜的组成分布。恒温热转化半焦产物的光学组织结构属于各向异性发达的广域-流线型结构。     

我国针状焦生产现状及发展趋势

近几年我国针状焦工业化进程很快,形成了规模生产能力,全国各地有多家企业规划建设针状焦项目,预计在未来2～3年时间内国内针状焦生产能力将有一个较大幅度的增长.本文对我国针状焦生产现状、产品市场等方面进行了粗浅的分析,对针状焦发展趋势进行了预测,对针状焦产业未来发展提出了建设性建议.