石油焦用途及延迟焦化装置工艺路线的选定

邱四宏 黄伟

摘要：石油焦作为冶炼厂生产电池和燃料的重要原材料，对国家经济的发展起着一定的推动作用，其价格一般会根据质量而有所不同，而且现阶段全球每年生产石油焦的总量大致为70Mt。当前我国国内大部分的石油焦均是价格较为低廉的生产品，而本文基于充分发挥石油焦作用的条件上，提出了有效选定延迟焦化装置的工艺路线，望能对国内石油焦生产业有所裨益。

关键词：石油焦；用途；延迟焦化

一、石油焦的用途分析

（一）作为电厂CFB锅炉的主要燃料。为了更好地适应进口含硫原油加工工作需求与油品质量标准，石油焦生产加工企业要在国家沿海或者沿江附近建设石油焦的延迟焦化装置，与此同时要充分使用该批硫含量较高、价格较低的石油焦，就务必要为之配置良好的生产流程与优秀的硫化床技术，此外还需配置大量能够将石油焦作为生产原材料的CFB锅炉，从而有效地给电厂供给充足的生产流程所需的蒸汽、电力、氢气。该做法不仅能够消化硫含量高、价格便宜的石油焦，还能够与企业业务发展相适应，还能够减少烧油锅炉的使用数量，有效地节约国家重油能源。

（二）作为冶炼厂生产电池的原材料。对于硫含量较低的石油焦（石油焦的硫含量范围一般为0%～3%），冶炼厂能够将其作为生产电池的原材料，比如用于铝厂生产过程所需的阳极糊、用于钢铁厂生产过程所需的石墨电极等，也由此可见石油焦内部硫含量的高低直接关系到石油焦能否获得充分的使用以及碳素产品的生产数量与质量。尤其是对于钢铁厂石墨电极的生产项目，硫含量是尤其关键的衡量指标，一般情况下硫含量低于1%且灰分低于0.5%的石油焦会作为生产普通功率石墨电极的原材料，而硫含量低于0.7%且灰分低于0.3%的石油焦则会作为生产超高功率石墨电极的原材料，关键的一点是如果石油焦硫含量一旦超标，则会同时影响到钢铁厂生产的石墨电极与钢铁炼制的质量。在高于500℃温度的环境条件下，石墨电极内部所包含的硫物质会从石墨电极当中分解出来，而所分解出来的硫物质会导致电极晶体不断膨胀、不断产生裂纹，甚至会直接导致石墨电极报废。根据数据显示，在钢铁厂生产石墨电极的过程中，石油焦的硫含量會直接关系到生产过程的耗电量，正常情况下每吨含有1%硫的石油焦在生产石墨电极过程所要消耗的电能量，要比每吨含有0.5%硫的石油焦生产所要消耗的电能量多出9%，而且此现象在铝厂生产阳极糊时也同样存在。

二、石油焦的加工工艺

众所周知，和煅烧焦、石墨电极相比，石油焦的价格较为低廉，为此不少的加工企业都会着手开展石油焦加工增值的工作项目。

（一）在生产煅烧石油焦方面。正常情况下，国外石油焦的煅烧全过程一般会发生在炼油厂内，而且经过炼油厂加工而得的石油焦能够直接放置煅烧加工装置当中，从而持续性地落实石油焦煅烧工序。然而因为我国的炼油厂并没有安装关于石油焦煅烧的装置设备，因此国内炼油厂所生产出来的石油焦都会以较低的价格售出。到目前为止，我国国内有关石油焦或者煤炭的煅烧工序一般都会在冶金行业开展（比如钢铁厂），而此做法就较容易导致工艺路线变得繁杂。事实上，煅烧石油焦在国内具有较好的销售市场，其主要被广泛运用至炼铝行业，不过其即使在国外销售市场也仍然拥有较好的发展前景，比如镇江碳素厂，能够一次性完成20Kt出口美国的煅烧石油焦，也由此可见煅烧石油焦必会是目前及未来石油焦发展的一大趋向。而且普通石油焦和煅烧石油焦相比，其每吨价格就会相差几百元，因此炼油厂加大对煅烧石油焦的生产力度必定能够大幅度提升焦化装置的经济效益与社会效益，必定能够增强炼油厂的核心竞争力。

（二）在生产石墨电极方面。为了提高石油焦所带来的经济效益，能够通过提高石油焦的附加价值来实现，即对石油焦开展煅烧工序，从而有效地提升煅烧石油焦的实际售卖价格，而在国内外石油焦市场该做法时常发生。例如兰州的碳素厂，其通过使用国内较为优质的石油焦，并结合大颗粒配方与先进的加工技术与流程，研究与开发出具有较强功率的石墨电极，而且事实上如果工作人员能够较好地控制住加工技术力度与工艺落实程度，也能够将胜利焦生产成为石墨电极。但是炼油厂工作人员值得注意的一点是，若石油焦硫含量超过0.8%则会在一定程度上造成石墨电极出现龟裂问题，因此其不太适用于石墨电极的生产过程。

三、石油焦的生产工艺

（一）科学合理地选择重油催化裂化/延迟焦化双向的生产工艺路线。随着经济不断地蓬勃发展，国内原油的利用率在不断地上升，轻质油品的需求市场也在不断增大，由此可见加快落实重质油品的轻质化工作已经成为现阶段炼油行业最为关键的工作环节。例如石家庄炼油厂就选择了重油催化裂化/延迟焦化双向的石油焦生产工艺路线，并且结合适当的加工数量，将全厂的原油逐一逐一转化为轻质油品，从而不断适应社会需求市场的变化要求。

（二）恰当地选择减压渣油掺合油浆的形式来生产质量较好的石油焦。减压渣油所包含的芳烃较少，所以在石油焦进行焦化期间，热转化所产生的温度比较低，因此难以产生具备各向异性的中间相小球，此外因为油品在锅炉管道当中极其容易发生结焦现象，所以其非常不利于延迟焦化装置的长时间使用。而若选择通过减压渣油掺和油浆的形式来加工石油焦，则能够在一定程度上提高减压渣油芳烃的具体含量，进而有效地改变石油焦中间相的实质结构，从而逐步生产出高质量、高效率的石油焦。

（三）能够同时生产两种不同类型石油焦的工艺路线。有效结合我国石油焦的生产工艺特点、石油焦延迟焦化装置设置现状、炼油厂针状石油焦数量较少问题、针状石油焦生产需要特殊加工条件等情况，当代炼油厂能够科学合理地引入我国石油化工科学研究院所研究与开发的、新型的两路进料系统支撑的石油焦延迟焦化工艺路线。该系统所设置的主进料线路主要是放置减压渣油或者相似的渣油，而副进料线路则主要是放置澄清油或者其余能够生产出针状石油焦的原材料。因为国内炼油厂所拥有的针状石油焦材料较少，并且其会频繁出现变化，而以上的两路进料系统却具备较大的灵活性质，能够有效地通过该系统装置来生产出辅助针状石油焦的原材料，因此炼油厂能够通过该工艺路线来增加本厂针状石油焦的生产总量。与此同时因为该系统主副两条进料线路是共享一个分馏塔的，因此能够在一定程度上降低温度变化对操作稳定性的负面影响，也由此可见合理地将该两线路进料系统渗透至针状石油焦生产过程显得尤其关键、可行。除此以外，基于低压、超低循环比的生产条件前提下，生产企业运用该新型的石油焦延迟焦化装置工艺能够在较大限度上所生产10%的重焦化蜡油，有效地提升液体产物的生产效率，加强延迟焦化装置的加工性能，从而让更新换代的石油焦延迟焦化装置工艺能够在整个炼油过程中得到较大的合理性、适应性、可行性。而且炼油厂工作人员值得注意的一点是，在原油性质、加工工艺、处理条件等出现差异时，石油焦含有的烃类所发生的化学反应会出现不同的表现，因此务必要依据实际石油焦的生产特点与实际需求，科学恰当地改变系统中的一项或者两项，从而较好地通过石油焦延迟焦化装置来生产优质的轻质油。

现阶段我国石油焦供需市场状况主要表现为：硫含量较高的石油焦作为主要燃料，硫含量较少的石油焦则被广泛运用至冶金或者出口，而较为高级的石油焦则会直接被运送出口。为此，工作人员在选择延迟焦化工艺路线时，应当充分结合石油焦的主要用途以及经济问题，适当的对石油焦进行增加附加值的加工工序，从而让其在满足基本生产需求的同时也能全面地提高石油焦的经济效益与社会效益。

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