煤化工基础知识培训.ppt

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1、-炉料事业部 煤焦组,煤化工产品基础知识培训,-煤焦组 孙杰,“在当前应对国际金融危机的形势下，节能减排和开发新能源工作尤其不能放松。”,-炉料事业部 煤焦组,宏观经济对煤化工行业的影响,国外金融危机，市场萎缩，需求下降;国内市场受影响，需求下降;国际原油价格下降的影响:国外石化产品生产成本下降;以出口为目标的产品直接受影响;廉价的国外石油产品大量进口带来的影响;无原料优势的企业“危机”中处境困难;产业链短的企业“危机”处境困难;技术落后、消耗高的企业处境困难;地处偏远的企业，物流成本高，处境困难;,-炉料事业部 煤焦组,-炉料事业部 煤焦组,目 录,一、煤化工产业链涉及的相关基础产品及工艺流

2、程二、煤焦油及深加工产品篇三、粗苯及深加工产品篇四、甲醇及下游产品篇五、其他煤化工产品篇,煤化工产业链涉及的相关基础产品,一、煤焦油及其加工系列产品1、高温煤焦油工业萘（相关：精萘，2-萘酚）煤沥青 蒽油 洗油 粗酚 酚油 轻油 燃料油2、中温煤焦油3、低温煤焦油二、粗苯及其加工系列产品焦化纯苯 焦化甲苯 焦化二甲苯 加氢苯 氯化苯三、甲醇四、其他硫酸铵 顺酐 炭黑 碳素（石墨电极）减水剂,-炉料事业部 煤焦组,-炉料事业部 煤焦组,整个煤化工行业工艺流程概要图,-炉料事业部 煤焦组,几个主要化产品的来源,-炉料事业部 煤焦组,化产品加工流程,注：煤焦油深加工有不生产煤沥青和蒽油，直接生产燃料

3、油的，也有三者都生产的，也有直接制作炭黑的；炭黑的原料有煤焦油和蒽油；深加工产品主要产品是煤沥青、工业萘、蒽油、洗油四种，占总量的90，目前国内深加工技术落后，一般只有六七种产品，上海宝钢化工生产工艺较为先进，有十几种产品。,-炉料事业部 煤焦组,煤焦油及深加工产品篇,-炉料事业部 煤焦组,煤焦油篇,前 言 煤焦油不仅仅是炼焦的副产品，我国焦炭产量大约占世界焦炭产量的60%，每年大约产煤焦油10001200万吨，大量的煤焦油产量有力推动了煤焦油的加工利用。我国煤焦油加工开始于上个世纪50年代，一直到2002年，半个世纪以来，技术装备水平几乎停滞不前；而近几年我国煤焦油加工业迅速发展，煤焦油下游

4、产品应用领域不断拓宽，人们越来越重视煤焦油加工的技术进展状况及发展方向。,-炉料事业部 煤焦组,焦油馏分及产品产率,-炉料事业部 煤焦组,高温煤焦油是怎样形成的？,煤在炼焦过程中的产物（主要是500前胶质体分解形成的热分解产品）在荒煤气导出过程中，受到焦炭、半焦及炉顶空间高温作用而二次裂解，最后形成高温煤焦油呈气态被煤水带走，经过冷凝析出形成高温煤焦油（以后称煤焦油）。其过程示意如下：煤热分解500低温煤焦油800以上 高温煤焦油 二次裂解（气态）冷凝聚集分离粗苯工段焦油大槽。（液态焦油）（洗萘）,-炉料事业部 煤焦组,焦油有哪些物理性质？工厂常用哪些指标检查焦油质量？,焦油在常温下是一种黑褐

5、色、粘稠，有特殊气味的油状液体，20时相对密度在1.121.22之间。工厂一般用焦油全分析检查焦油质量，全分析一般包括以下项目：20时的相对密度、水分、游离炭、灰分、蒸馏试验、萘、粗蒽、酚、吡啶盐基含量等。蒸馏试验用于测定焦油各馏分及沥青产率。它是工业中估计焦油工艺性质好坏的重要指标，对蒸馏加工有一定指导意义。,-炉料事业部 煤焦组,焦油主要由哪几种元素组成？组成焦油的化合物一般可分为哪几类？,构成焦油主要元素有五种：C、H、O、N、S。此外还有极少量其他元素和稀有元素。组成焦油的化合物可以分为以下四类（其中以中性环族芳香烃有机化合物为主，约占90%以上）。(1)是性碳氢化合物(2)含氧化合物

6、(3)含氮化合物(4)含硫化合物上述化合物中，含氧化合物中的酚类是酸性化合物，其中又以碳氢化合物为主体，是组成焦油的最主部分。,-炉料事业部 煤焦组,低温煤焦油和高温煤焦油有何区别？,按炼焦温度不同，煤焦油可分为低温焦油和高温焦油。低温焦油为褐黑，密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃类约占50%，酚类含量可达30%左右。高温焦油色黑，密度较大，是低温焦油在高温下二次分解的产物，因而在组成上与低温焦油有根本性区别。高温焦油主要是由芳香烃所组成的复杂混合物，目前查明的有480多种。本文主要讨论高温焦油。,-炉料事业部 煤焦组,1、国内煤焦油市场及加工现状,在当前原油储量日趋枯竭的背景下，迫使人们寻

7、求新的能源，为长期处于竞争劣势的煤化工业提供了一个千载难逢的发展机遇。2008年世界粗钢产量13.454亿吨，需要消耗大量的焦炭，焦化产业作为传统煤化工的一个组成部分，在我国得到了迅速发展，其副产品煤焦油也不例外。,-炉料事业部 煤焦组,1.1煤焦油的种类及用途,煤焦油是煤在干馏和汽化过程中获得的液体产品。根据干馏温度和方法的不同可得到以下几种焦油：低温（450650）干馏焦油；低温和中温（600800）发生炉焦油；中温（9001000）立式炉焦油；高温（1000）炼焦焦油。高温焦油产率根据炼焦工艺和所用煤种类的不同一般在2.54%（对入炉干煤）范围内变化。,-炉料事业部 煤焦组,无论哪种焦油

8、均为具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠状液体，简称焦油。比较有代表性的是低温焦油和高温焦油。低温焦油呈黑褐色，密度较小，其组成中烷烃、烯烃及芳香烃约占50%，酚类含量可达30%左右（主要是高级酚），其余为吡啶类为主的含氮化合物、含硫化合物及胶状化合物。,-炉料事业部 煤焦组,高温煤焦油为黑色，密度大，是低温焦油在高温下二次分解的产物，因而，在组成上与低温焦油有根本的区别。高温焦油主要是由芳香烃所组成的复杂混合物。其中很多有机化合物是塑料、合成纤维、染料、合成橡胶、农药、建筑材料、耐高温材料以及国防工业的贵重原料。不同的焦油在组成上有很大差异，中温、低温焦油含酚高、含水高。在煤焦油加工利用方面，

9、除了一些专门加工低、中温焦油用来生产甲酚等产品的焦油加工厂，绝大多数焦油加工厂只加工高温煤焦油。近年来我国高温煤焦油产量增长很快，带动了煤焦油加工业的发展。焦油加工工艺按处理量不同而采用不同的装备水平。小型焦油加工采用釜式间歇蒸馏工艺，大中型焦油加工采用管式炉加热的连续蒸馏工艺。焦油加工的产品路线不同，工艺路线也有所不同。,-炉料事业部 煤焦组,焦油运输和贮存有哪此要求？,对本厂回收车间生产的粗焦油，可经管道用泵直接送入焦油贮槽;如果有焦油洗涤煤气终冷水中萘的流程，粗焦油送至煤气终冷器附近的焦油混匀槽，然后用泵送至除萘器洗萘。洗萘后的焦油静置脱水至含水不大于4%，再用泵送至焦油贮槽。如是外厂来

10、油，则须用铁路槽车输送。槽车有下卸口，可从槽车自流入馏槽，再由此流入地下槽，然后用泵倒入焦油贮槽。如果槽车无下卸口，则用汽泵直接倒入焦油贮槽。焦油贮槽一般为钢板焊制的立式槽，内设有蒸汽加热器，使焦油保持在7080。在此温度下，焦油易于流动，并易与水分离。分离水送往回收车间的氨水澄清槽。焦油贮槽的容量按贮备1012d的焦油加工量确定。通常用三个贮槽，即一个接受焦油，一个静置脱水，一个向管式炉送油。三槽应轮换使用。,-炉料事业部 煤焦组,1.2煤焦油加氢利用,国内很多单位在研究开发煤焦油加氢技术，中、低温煤焦油加氢生产动力燃料工厂已在建设中，高温煤焦油馏分加氢生产动力燃料项目还处于研制阶段，有关研

11、究单位介绍，高温煤焦油300以前馏分加氢制燃料油已获成功,-炉料事业部 煤焦组,1.3焦炭市场竞争激烈，产量略有下降,2008年我国焦炭产量32359万吨，据不完全统计，2008年底我国焦炭产能已达4亿吨左右，预计2009年我国焦炭需求降至2.8亿-2.9亿吨，今明两年在建、拟建有可能投产的大中型焦炉产能高达5000万吨（信息来自2009年焦化行业信息发布暨市场形势分析会议）。产能过剩已是不争的事实，焦炭市场竞争激烈，焦炭价格走低，生产企业效益下滑。煤焦油产量应该在1200万吨左右。,-炉料事业部 煤焦组,1.4煤焦油加工状况,1.4.1、我国煤焦油加工的起步阶段 我国煤焦油加工起步于二十世纪

12、五十年代，从苏联引进的鞍钢、本钢、武钢、包钢焦油加工装置，形成了5万吨/年和10万吨/年焦油系列，至今还在发挥作用。,-炉料事业部 煤焦组,1.4.2我国煤焦油加工的发展阶段,七十年代宝钢引进日本焦油加工技术，使我国焦油加工技术有所进展。特别是2002年以来，我国煤焦油加工技术装备发展迅速，主要体现在一下几个方面。（1）国内技术开发，以山西宏特为代表的国内自行开发的焦油蒸馏技术，不仅在规模上达到了25万吨/年，在工艺设计和节能等方面也有很大改进，宝钢、济宁炭素厂工业萘一炉两塔工艺。（2）国外技术引进，宝钢、唐钢考伯斯、山西焦化厂、山东杰富意引进国外焦油蒸馏技术，将促进我国焦油蒸馏技术装备水平的

13、提高。山西焦化厂引进法国技术，单套焦油蒸馏能力30万吨/年；山东杰富意引进日本技术，引进时单套焦油蒸馏能力30万吨/年，后经改造，单套焦油蒸馏能力达到40万吨/年.,-炉料事业部 煤焦组,1.4.3、煤焦油集中加工的格局已经形成,一般认为，煤焦油加工的经济规模在20万吨/年以上，我国 煤焦油蒸馏单套装置加工水平已经形成了15万吨/年、25万吨/年、30万吨/年的能力，并根据煤焦油生产情况分区域建厂。虽然还有一些小规模装置（包括间歇蒸馏）在运行，集中加工的格局已经形成。,-炉料事业部 煤焦组,（1）大规模焦油加工装置相继投产 自2002年10月山西宏特煤化工集团国内第一套15万吨/年煤焦油蒸馏装

14、置投产至今，国内多套较大规模的煤焦油加工厂相继投产，煤焦油加工能力迅速膨胀，直接影响煤焦油市场。,-炉料事业部 煤焦组,（2.）大型煤焦油加工基地在规划中,山西宏特煤化工有限公司规划100万吨煤焦油加工基地，生产5个系列产品，沥青加工系列产品、工业萘加工系列产品、蒽油加工系列产品、洗油加工系列产品、精细化工系列产品。鞍钢规划建设60万吨煤焦油加工基地，武钢规划建设50万吨煤焦油加工基地，项目均处于实施过程当中，我国将真正实现煤焦油集中加工。,-炉料事业部 煤焦组,2、煤焦油加工业存在的问题,2.1、煤焦油加工能力过剩局面已显现2.1.1小规模焦油加工装置仍在运行据不完全统计：我国单套装置规模在

15、15万吨/年以下仍在运行的焦油加工装置总加工能力为475万吨；,-炉料事业部 煤焦组,2.1.2、煤焦油加工能力急剧增加,2002年10月至2008年底不到6年时间，我国投产的单套装置规模在15万吨/年以上的焦油加工装置加工能力达515万吨；再建和规划焦油加工项目315万吨。我国已投产的煤焦油加工能力达到990万吨，再建和规划项目投产后，煤焦油总的加工量将达到1305万吨。,-炉料事业部 煤焦组,2.1.3、我国焦炭产量将进入平稳增长期,2007年焦炭产量3.3亿吨，专家指出：我国焦炭将进入平稳增长期。（1）、焦炭产能平稳增长，焦化行业面临的产能过剩，总体技术水平落后，产业结构不合理，我国将利

16、用23年时间，控制焦炭产量，使产能进入平稳增长阶段。焦炭增长速度放缓的原因，钢厂降低消耗，焦比05年0.72，目前包钢已经达到0.41；钢产量增长速度减缓；控制出口，几年来出口配额一直在1400-1500万吨左右，2008年出口焦炭1213万吨，08年12月出口22万吨，09年1月出口8万吨。（2）、全球焦炭需求增幅明显趋缓，出口量不会大幅增长。国外焦炭需求略有减少、由于国外粗钢与生铁产量下降以及直接还原铁的增长，焦炭消耗量略有减少。、环保法规日趋严格，焦炭生产费用提高，采用高炉喷煤等新技术，使生铁生产焦比下降，也使焦炭消耗量有所减少。几年来，我国政府一直控制焦炭出口配额在14001500万吨

17、，从以上几点分析，在今后一个时期内，我国焦炭产量不会有大幅度增长。因此，煤焦油产量也不会明显增加，加工能力已显过剩。,-炉料事业部 煤焦组,2.2.焦炭生产区域分布将发生变化，焦油的交易量减少,焦化厂的分布决定焦油产量的分布。我国钢铁产业发展政策和焦化产业结构调整，将使焦化厂分布发生变化，将直接影响到焦油生产及加工企业的分布。08年全国焦炭减产125万吨，山西则减产1251万吨，说明有的省份增产了（山东180万吨、河南170万吨），原因主要有以下几个方面。（1）焦炭生产区域发生变化、钢铁企业焦炭自给率不断提高 焦炭生产将向大型钢铁联合体转移。焦油的产量也随之转大型钢铁联合体。我国规划建设的钢铁

18、企业，都配套设计了焦化装置。国家政策支持钢铁企业向大型化联合体发展，焦炭生产主体将是钢铁企业（焦油也转向钢铁企业）。钢铁企业焦炭自给率2003年只有30%，2005年已达到60%，随着钢铁企业的发展，焦炭自给率将不断提高，2008年钢铁企业焦炭产量同比增加500余万吨，独立焦化厂减产600余万吨。独立焦化厂发展要定好位，与钢厂建立长期、稳定战略伙伴关系很重要。,-炉料事业部 煤焦组,、大的钢铁联合体是大的焦炭生产基地 中国“钢铁产业集中度过低”，被认为是中国钢铁业“大而不强”问题的关键。2005年7月20日，国家发改委出台了钢铁产业发展政策，提出2010年，国内居前10位的钢铁企业钢产量居全国

19、50以上；2020年则达70以上。标志着钢铁企业采取增加产能、并购等手段实现大型化，以优化产业结构和提高市场竞争力。大的钢铁联合体成为大的焦炭生产地，2008年全国焦炭同比减产125万吨，山西减产1251万吨（山西焦炭企业绝大部分为独立焦化厂）这说明有的区域焦炭在增产，焦炭产量向着钢铁厂或者钢铁厂附近地区转移。独立焦化厂将走向大型化发展 国家对焦炭产能实行“上大压小”政策，已淘汰小焦炉产能8000万吨；环保法规出台及实施；将促使独立焦化向大型化发展。,-炉料事业部 煤焦组,（2）大型焦炭生产基地将对自产煤焦油进行加工,（2）大型焦炭生产基地将对自产煤焦油进行加工 煤焦油市场交易量减少。我国焦炭

20、产量前13位企业，九家有焦油加工装置，还有两家正在规划建设焦油加工装置。、大型钢铁联合体配套建设煤焦油加工装置，宝钢并购南京梅山冶金公司和新疆八一钢厂等，煤焦油统一调配加工；鞍钢筹划建60万吨年焦油加工装置，武钢与平煤集团合作建设50万吨焦油加工装置；、大的焦炭生产地配套建设煤焦油加工装置，山西潞宝、河北旭阳焦化集团配套建设了焦油加工装置，山东铁雄规划建设30万吨/年煤焦油加工项目。,-炉料事业部 煤焦组,2.2.3、投资煤焦油加工需要审慎,（1）切忌盲目新建煤焦油加工设施。（2）煤焦油加工建设要讲求规模效应，不断延伸产业链。（3）投资者必须做好市场调研，慎重考虑投资收益率。（4）其他行业对煤

21、焦油的需求和煤焦油交易量的减少提醒我们，新建煤焦油加工厂一定要进行充分论证。,-炉料事业部 煤焦组,2006-2010年国内煤焦油走势分析,-炉料事业部 煤焦组,后期影响国内煤焦油市场波动的主要因素：,1、企业竞争压力。2、炭黑行业对煤焦油市场影响很大。3、原油价格波动间接对市场的影响。4.钢铁行业影响焦化厂开工率的高低，焦油市场上货源的多少。5.贸易商的心态及市场炒作因素。,-炉料事业部 煤焦组,企业评级,从众多深加工企业来看，我们可以用几个标准来形容：优秀、良好、一般、较差。,-炉料事业部 煤焦组,影响因素：,1、客户群：2、资金：3、产业链：4、提高附加值：,-炉料事业部 煤焦组,1、客

22、户群：,下游企业的直销客户比重较大，且信誉良好者，是企业持续发展、有较大抗风险能力的最大保证。据了解，煤焦油深加工企业多数关注即时价格，不太注重固定客户的稳定性。由于开工不稳，客户关系普遍一般，形成了煤沥青市场多数时间处于观望态势和工业萘交易不佳的混乱局面。,-炉料事业部 煤焦组,2、资金：,糟糕的市场状况使得绝大多数企业流动资金收紧，贷款依赖度越来越大；一些企业为缓解资金压力抓住部分产品市场紧张的时机盲目预售货款以备原料采购，此举带来的是巨大的收益缩水，并不可取。目前政府实行适度宽松的货币政策，而商业银行对目前煤焦油深加工行业信心不足，理论层面上看，对此行业的贷款没有好转迹象。,-炉料事业部

23、 煤焦组,3、产业链：,煤焦油深加工企业目前看有延伸产业链的以上游居多，下游炭素、炭黑、减水剂等基本与煤焦油深加工企业形成买卖关系，产品居多而且行业分散，未来与下游重组的可能性不大。而上游焦化厂特别是山西地区配套煤焦油深加工企业较多，但多数煤焦油供应靠外部采购，有部分企业小负荷生产只为产洗油自用，绝大多数煤焦油外销。除国企之外，直接外销副产品收益大于加工后外销加工产品。多数私营焦化企业也没有延伸产业链的打算。实际上有产业链延长的企业和独立企业在减小成本压力上没有明显的区别，可能在资金流转上有一定缓冲。,-炉料事业部 煤焦组,4、提高附加值：,部分业内人士畅言，煤焦油深加工企业可以学习日本、德国

24、等加工先进技术，提炼更多的精细产品，如甲基萘、苊、喹啉、咔唑、蒽醌等。即使有先进技术，没有配套的下游市场需求跟进，对一个企业来说根本不能持续发展。据了解，国内仅有极少数企业对粗蒽、洗油进行加工，生产蒽醌、咔唑，甲基萘、苊、喹啉、异喹啉等，部分煤焦油深加工企业配有蒽油脱晶工艺，从近几年生产来看，多数没有进行脱晶，说明粗蒽市场不佳；洗油加工全国有一定规模的屈指可数，据厂家介绍，下游需求分散，量少且不稳定，08年之前利润还比较客观，但金融危机之后，只有混合甲基萘和苊有一定需求量。此后是金融危机恢复“创伤”的时期，谁也不敢在此时间盲目建设对初级煤焦油加工产品的再加工。,-炉料事业部 煤焦组,煤焦油深加

25、工产品（一）,煤沥青篇,-炉料事业部 煤焦组,前言,煤沥青是煤焦油加工的主要产品之一，是煤焦油蒸馏提取各种馏分后的残留物。煤沥青在常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相，受热后软化，继而熔化，密度为1.251.35 g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青3种。中温沥青产率约为煤焦油的54%56。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青软化点、甲苯不溶物（TI）、喹啉不溶物（QI）和煤沥青流变性等。,-炉料事业部 煤焦组,煤沥青主要用途是作为成型碳材料的粘结剂，也可用于耐火材料工业，煤沥青的其它

26、用途还有生产针状焦、防腐材料、中间相碳微球、超高功率石墨电极用浸渍沥青、燃料等。在沥青生产和使用中经常检测的性质有软化点、QI、TI、结焦值、黏度等，对性能影响最大的是QI、TI和结焦值。,-炉料事业部 煤焦组,煤沥青中的QI和TI,煤沥青是由很多高分子量的芳香族化合物组成的复杂混合物，一般难于从中提取出单独的具有一定化学组成和结构的单一物质。通常采用各种不同溶剂对其进行萃取，将其分成若干组分来研究。由于研究目的、溶剂和操作细节不同，煤沥青有多种分组方法，其中比较常用是分成、和三种组分。作为成型碳材料的粘结剂用沥青，人们最感兴趣的是组分，即喹啉不溶物（QI）和甲苯不溶物（TI）。组分（又称为树

27、脂）是沥青中不溶于甲苯而溶于喹啉的组分，其值等于TI与QI之差。树脂是高、中分子量的稠环芳烃，粘结性好，结焦性好，作为粘结剂沥青含有一定的树脂是需要的。由于沥青中树脂含量是由QI和TI决定的，沥青指标当中受关注的也是QI和TI,对粘结剂性能影响最大的是沥青中的QI。国内外煤沥青生产和使用者都对煤沥青QI进行了大量细致的研究。,-炉料事业部 煤焦组,煤焦油蒸馏产品中，产量最大的是沥青，占焦油加工量的52-55%，市场上流通的传统产品是中温沥青和改质沥青，主要用于成型炭材料粘结剂，成型碳材料主要品种为铝用碳素和石墨电极。2006年，中国铝产量达到935万吨，占世界铝产量3397万吨的27.5%。2

28、007年，中国铝产量达到1250万吨以上，约占世界铝产量3700万吨的1/3。2008年，中国铝产量仍然达到1317.6万吨。生产一吨铝消耗炭阳极500550公斤，消耗炭素阴极材料1520公斤。铝用碳素2007年产量700万吨以上，其中出口63万吨。2008年我国电解铝消耗阳极680万吨，出口110万吨，库存增加10万吨，据此估计，我国阳极产量约800万吨，铝用阴极2007年约36万吨。生产一吨预焙阳极消耗煤沥青180220公斤。生产一吨阴极制品约需要煤沥青180250公斤。2008年石墨电极产量约58.67万吨，其中超高功率约15.41万吨，高功率约24.02万吨。其他领域用量较少，严重供大

29、于求。国内沥青表观消费量170-190万吨左右，煤沥青总量过剩，其下游产品的开发具有十分重要的意义，直关系到国内煤焦油加工业的发展。,-炉料事业部 煤焦组,3.1.1、普通煤沥青的生产,煤沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物，中温沥青产率为煤焦油的54%56%。煤沥青常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相，受热后软化继而熔化。按其软化点高低可分为低温、中温和高温沥青。沥青的性质及组成与炼焦煤的性质、炼焦工艺条件、焦油蒸馏条件及沥青的生产工艺有关。（1）低温沥青（或称软沥青）软沥青软化点30左右，焦油蒸馏时直接生产，分为直馏软沥青和回配软沥青；主要用于建筑、铺路，也可用于制作炭黑和作为燃料油用。

30、中温沥青和改质沥青主要作为铝用炭素及石墨电极的黏结剂。沥青经过特殊处理还可以用来制取针状焦和沥青炭纤维等新型炭素材料。（2）中温沥青 软化点75-90（一般控制在80-90），是焦油蒸馏时得到的残余物。在生产过程中通过控制工艺参数可以使TI值达到15%。要控制沥青TI在较高值（20%）并且保持稳定是非常困难的，因为中温沥青重的TI一部分来源于煤焦油的原生TI，另一部分是煤焦油在蒸馏时生成的，而我国各厂家焦油蒸馏工艺差别不大，所以，中温沥青中TI主要由煤焦油中TI决定。我国炼焦炉炉型很多，加热温度差异较大，各地炼焦用煤性质差异也较大，因此，煤焦油性质也不同。这就是我国中温沥青生产方法基本相同，而

31、质量（TI含量）却相差较大的原因。目前国内已经能生产无钠中温沥青和特种中温沥青。,-炉料事业部 煤焦组,中温沥青是怎样制取的？,焦油蒸馏过程中由二段蒸发器底部引出沥青温度高达360380，经过冷却处理得到软化点7590的沥青（环球法），即所谓的中温沥青。,-炉料事业部 煤焦组,（3）改制沥青（或称高温沥青）,由于中温沥青质量受煤焦油质量和煤焦油蒸馏条件的影响，质量不易稳定，作为成型炭材料黏结剂使用受到一定限制，因此出现了沥青改质技术。由中温沥青经过改质处理可以得到各种规格的粘结剂沥青（改制沥青），在粘结剂沥青的生产过程中，很难控制完全不产生中间相（二次QI）。有人认为，如果中间相小球大小和数量

32、严格控制时，中间相的存在可能不是缺陷，甚至是有益的。有报道认为，中间相含量达到约2%是无害的，原因如下:有研究者报导，中间相对阳极性能可能有不利和有利两个方面的影响，不利是增加了 沥青使用率而且有可能增加电阻，有利是降低电解期间的电极消耗。中间相在与自然QI结合中，在沥青和焦颗粒间形成一种强有力的结合力。中间相由于在焙烧期间限制了膨胀作用而提高了电极的焙烧密度。中温沥青或软沥青经改质处理后，可以得到各种性能不同的粘结剂沥青。不同的炭材料对粘结剂要求不同（如：铝用炭素，石墨电极，电碳材料等），沥青的改质主要是对软化点、QI、TI、结焦值、粘度等指标进行调整，使其满足各种不同用途的要求。,-炉料事

33、业部 煤焦组,改质沥青是怎样制取的？,近几年我国的石家庄焦化厂、宣化焦化厂、贵州水城焦化厂、太原焦化厂、武钢焦化厂、酒钢焦化厂等先后建成了改质沥青生产装置，产品供给铝厂和碳素厂用。这些厂的生产工艺与鞍钢引进的工艺不同，由焦油蒸馏过程中由二段蒸发器底部引出的沥青（温度360380）至连续沥青反应釜中进行常压热聚合。也有采用间歇式加压0.50.7MPa，在400条件下或常压热聚合的方法，根据各厂条件和特点，生产出改质沥青。改质沥青软化点一般在100110.,-炉料事业部 煤焦组,主要生产企业的改质沥青性能,-炉料事业部 煤焦组,.沥青主要有哪些用途？,.沥青的用途很广泛，软化点为4060的软沥青用

34、于铺设路面和防水工程，软化点为7595（环球法）的中温沥青用于生产油毯和建筑防水层，还可以用于制取高级沥青漆;软化点为95130的硬沥青用于制取炭黑和铺路;用沥青生产无灰沥青焦，用于制造石墨电极等。,-炉料事业部 煤焦组,主要制取方法有：,1、化学催化法 2、空气氧化法3、真空闪蒸法 4、热聚合法5、管式炉连续热聚合6、切里-特（CHERRY-T）法,-炉料事业部 煤焦组,3.1.2、煤沥青深加工产品,（1）特种沥青 在焦油加工和沥青改质时，由于热作用，可产生中间相小球体，称为次生QI（二次QI或再生QI），中间相在煤炼焦时不会产生。控制煤沥青QI的含量和种类可以得到各种不同性能的特种沥青。,

35、-炉料事业部 煤焦组,浸渍剂沥青(无QI沥青),石墨电极浸渍过程中，电极(胚)起着过滤器作用，在其表面上除去QI，电极胚表面大部分微孔被QI颗粒堵塞，因而阻止了浸渍剂沥青浸入到电极的中心，直接影响浸渍效果。因此，希望浸渍剂沥青具有以下性质，没有QI（或尽可能的低QI含量）、结焦值高及浸渍温度下沥青粘度低。这种无QI沥青很多人做过研究和试制工作，采用离心、过滤、溶剂絮凝沉淀等方法均可去除沥青QI，普遍认为工业化生产溶剂法采用较多。我国采用溶剂法已经实现了工业化生产，得到的浸渍剂沥青QI小于0.5，TI（甲苯不溶物）大于18，软化点8590，结焦值大于49，2002年兖矿科蓝已研制成功。,-炉料事

36、业部 煤焦组,（2）、煤系针状焦,、煤系针状焦技术进展：针状焦是20世纪70年代大力发展一种新型碳材料，它具有低的热膨胀系数、低空隙度、低灰、低硫、低金属含量、高导电率及易石墨化等一系列优点。其石墨化制品化学稳定性好、耐腐蚀、导热率高、低温和高温时机械强度好，主要用于生产电炉炼钢用的超高功率石墨电极，在电子反应堆中用作高能中子减速材料，也用于火箭技术中。,-炉料事业部 煤焦组,炭黑油相关知识,炭黑油是煤焦油高沸点馏分。主要成分一般是过滤的蒽油，含硫量很低(等于或小于1)。能在不完全燃烧时生成质量较高的炭黑，可用于油墨工业和橡胶工业。产品用途：炭黑、燃料油。该项目充分利用国内尤其是山东省境内充足

37、的煤焦油资源，采用世界最先进的工艺技术、设备装置和科学的经营管理办法，生产经营轻油、脱酚酚油、粗酚、工业萘、洗油。,-炉料事业部 煤焦组,碳黑与炭黑的区别,碳是一种元素,一种主要呈四价的非金属元素,存在于自然界中(如以金刚石和石墨形式),是煤、石油、沥青、石灰石和其他碳酸盐以及一切有机化合物的成分 碳黑:全部或主要由碳组成的各种胶状的黑色物质的任何一种。通常由烃类化合物的部分燃烧而以煤烟制得 炭黑:是由烧焦物质(如木炭或骨炭)组成的一种黑色颜料,-炉料事业部 煤焦组,-炉料事业部 煤焦组,-炉料事业部 煤焦组,-炉料事业部 煤焦组,影响煤沥青走势的因素,1.各地煤焦油行情的走势变化。2.碳素企

38、业的开工情况以及铝行业的运行态势。3.燃料油市场走势。4.贸易商囤货心理。,-炉料事业部 煤焦组,补 充 材 料,-炉料事业部 煤焦组,何谓焦油馏分的加工？,将焦油蒸馏过程所得各馏分中所含的产品分别提取出来，以便作为化学工业的原料，而用物理或化学的方法将产品分离，这就称为馏分的加工。,-炉料事业部 煤焦组,馏分加工有哪些方法？,馏分加工包括的范围广泛，应用的方法很多，但最主要和常见的加工方法有两类：1）物理和物理化学方法，包括结晶、离心分离、压榨、溶剂萃取、精馏、吸附分离等。这类方法一般比较简单，原料损失较少，比较经济。但由于焦油馏分组成比较复杂，仅仅靠这些方法有时达不到很好的分离效果。2)化

39、学方法，包括酸洗、碱洗等。这类方法比较复杂，原料损失较大，不够经济。但根据各馏分的特点和对产品纯度的要求的不同，常常必须采用此类方法。在生产实际中，常常是把以上两类方法结合起来进行馏分加工的。,-炉料事业部 煤焦组,焦油馏分的加工主要包括哪些内容？,焦油馏分的加工主要有以下七个方面的内容：1)提取酚类和吡啶类产品;2)粗酚的精制;3)轻吡啶盐基和重吡啶盐基的精制;4)从萘油馏分中提取萘;5)从洗油馏分中提取苊:提取工业苊;制取1,8-二甲酸酐;6)从一蒽油馏分中提取粗蒽和制取精蒽;7)沥青制品的生产。2010.7.30,-炉料事业部 煤焦组,碳素篇 2010-8-6,-炉料事业部 煤焦组,碳素

40、制品炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。,-炉料事业部 煤焦组,主要分类,炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭 电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品

41、、炭素纤维、特种石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l）。,-炉料事业部 煤焦组,碳素行业的上游企业主要有：,1、无烟煤的煅烧企业；2、煤焦油加工生产企业；3、石油焦生产及煅烧企业。,-炉料事业部 煤焦组,炭和石墨制品：,(一)石墨电极类（二）石墨阳极类（三）特种石墨类（四）石墨热交换器（五）炭电极类（六）炭块类（七）炭糊类（八）非标准炭、石墨制品类（九）不透性石墨类（十）电炭产品类,-炉料事业部 煤焦组,(一)石墨电极类,主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉

42、料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括：（1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于 17A厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。（2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为1825A厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。（4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于 25A厘米 2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。,-炉料事业部 煤焦组,（二）石墨阳极类,主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅

43、烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括：（1）各种化工用阳极板。（2）各种阳极棒。,-炉料事业部 煤焦组,（三）特种石墨类,主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。,-炉料事业部 煤焦组,（四）石墨热交换器,将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化

44、学工业。包括：（1）块孔式热交换器；（2）径向式热交换器；（3）降膜式热交换器；（4）列管式热交换器。,-炉料事业部 煤焦组,（五）炭电极类,以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极。它不适合熔炼高级合金钢的电炉。包括：（l）多灰电极（用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极）；（2）再生电极（用人造石墨、天然石墨生产的电极）；（3）炭电阻棒（即炭素格子砖）；（4）炭阳极（用石油焦生产的预焙阳极）；（5）焙烧电极毛坯。,-炉料事业部 煤焦组,（六）炭块类,以无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂，经原料制备、配料、混粘、成型、焙烧、机加

45、工而制成。其中高炉炭块作为耐高温抗腐蚀材料用于砌筑高炉内衬；底部炭块、侧部炭块、电炉块则用于铝电解槽和铁合金电炉等。包括：（1）高炉炭块；（2）铝槽炭块（底部炭块及侧部炭块）；（3）电炉炭块。,-炉料事业部 煤焦组,（七）炭糊类,以石油焦、无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂而制成。有的用于各种连续自焙电炉作为导电电极使用的电极糊；有的用于连续自焙式铝槽作为导电阳极使用的阳极糊；有的用于高炉砌筑的填料和耐火泥浆的粗缝糊和细缝糊。高炉用自焙炭块虽用途不同，但和糊类制品的生产工艺相仿，暂归在糊类制品内。包括：（1）阳极糊；（2）电极糊（包括标准、非标准电极糊）；（3）底糊（包括多灰、少灰底糊）

46、；（4）密闭糊（包括多灰、少灰密闭糊）；（5）其它糊（包括粗缝糊、细缝糊、自焙炭砖等）。,-炉料事业部 煤焦组,电极糊,电极糊是供给铁合金炉、电石炉等电炉设备使用的导电材料。电极糊是用于电石炉，铁合金炉硅铁炉等自焙电极的导电材料。其主要技术特征是以铝冶炼排放的废渣为主要原料加冶金焦粉、沥青而成；底糊是电石炉、铁合金炉、硅铁炉炉底整体捣固的碳质耐火材料，主要是以阴极废渣为主要原料加冶金焦粉、脱水煤焦油、硫磺粉、柴油而成。它能耐高温，同时热膨胀系数小。具有比较小的电阻系数，可以降低电能的损失。具有较小的气孔率，可以使加热状态的电极氧化缓慢。有较高的机械强度，才不致因机械与电气负荷的影响电极折断。电

47、流是通过电极输入炉内产生电弧进行冶炼，电极在整个电炉中是占有极其重要地位的，没有它，电炉就无法产生作用。要使电极在电弧所产生的温度下正常工作，必须具有高度的耐氧化性及导电性，这只有碳素材料制成的电极，才有这种性质，因为碳素电极可承受达3500的电弧温度仅缓慢氧化。,-炉料事业部 煤焦组,（八）非标准炭、石墨制品类,这是指用炭、石墨制品经过进一步加工而改制成的各种异型炭、石墨制品。包括铲型阳极、制氟阳极以及各种规格的坩埚、板、棒、块等异型品。,-炉料事业部 煤焦组,（九）不透性石墨类,这是指经树脂及各种有机物浸渍、加工而制成的各种石墨异型品，包括热交换器的基体块。,-炉料事业部 煤焦组,（十）电

48、炭产品类,这是指炭精棒、电刷等产品。,-炉料事业部 煤焦组,炭素纤维,它包括各种炭纤维、石墨纤维、预氧丝、炭布、炭带、炭绳、炭毡及其复合材料。其中炭纤维为含碳量高于93的纤维。用聚丙烯睛纤维、粘胶丝和沥青纤维经碳化制成。热处理温度由低至高，可分别制成耐热纤维、碳化纤维和石墨纤维。,-炉料事业部 煤焦组,石 墨 篇,-炉料事业部 煤焦组,关于石墨,石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。山东省莱西市为我国石墨重要产地之一,石墨探明储量687.11万吨，现保有储量639.93万吨.石墨质软，黑灰色

49、；有油腻感，可污染纸张。硬度为12，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至35。比重为1923。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000以上，是最耐温的矿物之一。自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。,-炉料事业部 煤焦组,石墨分类,石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。工业上，根据结晶形态不同，将天然石墨分为三类。

50、1致密结晶状石墨 致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于01毫米。晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这种：石墨的特点是品位很高，一般含碳量为6065，有时达8098，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。2鳞片石墨 石墨晶体呈鳞片状；这是在高强度的压力下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高，一般在23，或10025之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值最大。3隐晶质石墨 隐品质石墨又称非晶质石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，