石油焦

石油焦的性質

石油焦是黑色或暗灰色堅硬固體石油產品,帶有金屬光澤,呈多孔性,是由微小石墨結晶形成粒狀、柱狀或針狀構成的炭體物。石油焦組分是碳氫化合物,含碳90-97%,含氫1.5-8%,還含有氮、氯、硫等元素。

石油焦是原油加工(常減壓蒸餾、催化裂化等)產生的重質渣油的炭化產物。主要生產工藝有延遲焦化和流化焦化等。

石油焦的質量標準

通常所說的石油焦特指海綿焦。現國內生產企業主要依據中國石化制定的行業標準NB/SH/T 0527-2019生產(詳見表1)。該標準適用于進口及國內銷售的石油焦,用于作普通功率石墨電極、鋁用炭素原料及燃料等。針狀焦滿足GB∕T 37308-2019《油系針狀焦》和T/ZGTS 002-2019《石墨電極用油系針狀焦》標準要求。

表1普通石油焦(生焦)的技術要求和試驗方法

項目 質量指標
1號 2A 2B 2C 3A 3B 3C
硫含量(質量分數)% 不大于 0.5 1.0 1.5 1.5 2.0 2.5 3.0
揮發分(質量分數)% 不大于 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0
灰分(質量分數)% 不大于 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.5 0.5
總水分(質量分數)% 報告
真密度(煅燒1300℃,5h) g/cm3  不小于 2.05
粉焦量(質量分數)% 不大于 35 報告 報告 報告
微量元素含量/(μg/g) 不大于
300 300 報告
150 300 報告
250 300 報告
200 300 報告
150 250 報告
100 200 報告
氮含量(質量分數)/% 報告

石油焦的主要用途

根據石油焦結構和外觀,石油焦產品可分為針狀焦、海綿焦、彈丸焦和粉焦4種:

1、針狀焦,具有明顯的針狀結構和纖維紋理,經煅燒后主要用作煉鋼中的高功率和超高功率石墨電極,部分用于負極材料。

2、海綿焦,化學反應性高,雜質含量低,主要用于煉鋁工業及炭素行業。

3、彈丸焦或球狀焦:形狀呈圓球形,直徑0.6-30mm,一般是由高硫、高瀝青質渣油生產,只能用作發電、水泥等工業燃料。

4、流化焦:經流態化焦化工藝生產,其顆粒細(直徑0.1-0.4mm),揮發分高,熱脹系數高,不能直接用于電極制備和炭素行業。

海綿焦的主要用途是電解鋁所用的預焙陽極和陽極糊、炭素行業生產增炭劑、石墨電極、冶煉工業硅以及燃料等。在煉鋁用預焙陽極、煉鋼用的石墨電極時,為使石油焦(生焦)適應要求,必須對生焦進行煅燒,煅燒溫度一般在1300℃左右,目的是將石油焦揮發分盡量除掉,改善焦炭強度、電導率等理化性能。生焦不經鍛燒可直接用于生產碳化硅和金屬硅等材料。

針狀焦具有低熱膨脹系數、低孔隙率、低硫、低灰分、低金屬含量、高導電率及易石墨化等一系列優點,其石墨化制品化學穩定性好,耐腐蝕、導熱率高、低溫和高溫時機械強度良好,電化學綜合性能好。針狀焦是制備超高功率石墨電極和人造石墨負極材料的優質原料,產業鏈下游是電弧爐煉鋼和新能源汽車等行業,屬于國家產業政策鼓勵發展方向。針狀焦的供應對保障產業鏈下游“碳達峰”“碳中和”提供重要支撐作用。

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