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文檔簡介
--爐料事業(yè)部煤焦組
煤化工產(chǎn)品基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)
--煤焦組孫杰
“在當(dāng)前應(yīng)對(duì)國際金融危機(jī)的形勢(shì)下,節(jié)能減排和開發(fā)新能源工作尤其不能放松?!?-爐料事業(yè)部煤焦組
宏觀經(jīng)濟(jì)對(duì)煤化工行業(yè)的影響◆國外金融危機(jī),市場(chǎng)萎縮,需求下降;
◆國內(nèi)市場(chǎng)受影響,需求下降;◆國際原油價(jià)格下降的影響:
◆國外石化產(chǎn)品生產(chǎn)成本下降;
◆以出口為目標(biāo)的產(chǎn)品直接受影響;
◆廉價(jià)的國外石油產(chǎn)品大量進(jìn)口帶來的影響;
◆無原料優(yōu)勢(shì)的企業(yè)“危機(jī)”中處境困難;
◆產(chǎn)業(yè)鏈短的企業(yè)“危機(jī)”處境困難;◆技術(shù)落后、消耗高的企業(yè)處境困難;◆地處偏遠(yuǎn)的企業(yè),物流成本高,處境困難;--爐料事業(yè)部煤焦組
--爐料事業(yè)部煤焦組
目錄一、煤化工產(chǎn)業(yè)鏈涉及的相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)品及工藝流程
二、煤焦油及深加工產(chǎn)品篇
三、粗苯及深加工產(chǎn)品篇
四、甲醇及下游產(chǎn)品篇
五、其他煤化工產(chǎn)品篇
煤化工產(chǎn)業(yè)鏈涉及的相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)品一、煤焦油及其加工系列產(chǎn)品1、高溫煤焦油工業(yè)萘(相關(guān):精萘,2-萘酚)煤瀝青蒽油洗油粗酚酚油輕油燃料油2、中溫煤焦油3、低溫煤焦油二、粗苯及其加工系列產(chǎn)品焦化純苯焦化甲苯焦化二甲苯加氫苯氯化苯三、甲醇四、其他硫酸銨順酐炭黑碳素(石墨電極)減水劑--爐料事業(yè)部煤焦組
--爐料事業(yè)部煤焦組
整個(gè)煤化工行業(yè)工藝流程概要圖
--爐料事業(yè)部煤焦組
幾個(gè)主要化產(chǎn)品的來源
--爐料事業(yè)部煤焦組
化產(chǎn)品加工流程注:煤焦油深加工有不生產(chǎn)煤瀝青和蒽油,直接生產(chǎn)燃料油的,也有三者都生產(chǎn)的,也有直接制作炭黑的;炭黑的原料有煤焦油和蒽油;深加工產(chǎn)品主要產(chǎn)品是煤瀝青、工業(yè)萘、蒽油、洗油四種,占總量的90%,目前國內(nèi)深加工技術(shù)落后,一般只有六七種產(chǎn)品,上海寶鋼化工生產(chǎn)工藝較為先進(jìn),有十幾種產(chǎn)品。--爐料事業(yè)部煤焦組
煤焦油及深加工產(chǎn)品篇--爐料事業(yè)部煤焦組
煤焦油篇
前言煤焦油不僅僅是煉焦的副產(chǎn)品,我國焦炭產(chǎn)量大約占世界焦炭產(chǎn)量的60%,每年大約產(chǎn)煤焦油1000—1200萬噸,大量的煤焦油產(chǎn)量有力推動(dòng)了煤焦油的加工利用。
我國煤焦油加工開始于上個(gè)世紀(jì)50年代,一直到2002年,半個(gè)世紀(jì)以來,技術(shù)裝備水平幾乎停滯不前;而近幾年我國煤焦油加工業(yè)迅速發(fā)展,煤焦油下游產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬,人們?cè)絹碓街匾暶航褂图庸さ募夹g(shù)進(jìn)展?fàn)顩r及發(fā)展方向。--爐料事業(yè)部煤焦組
焦油餾分及產(chǎn)品產(chǎn)率--爐料事業(yè)部煤焦組
高溫煤焦油是怎樣形成的?煤在煉焦過程中的產(chǎn)物(主要是500℃前膠質(zhì)體分解形成的熱分解產(chǎn)品)在荒煤氣導(dǎo)出過程中,受到焦炭、半焦及爐頂空間高溫作用而二次裂解,最后形成高溫煤焦油呈氣態(tài)被煤水帶走,經(jīng)過冷凝析出形成高溫煤焦油(以后稱煤焦油)。其過程示意如下:
煤熱分解500℃
低溫煤焦油
800℃以上
高溫煤焦油
二次裂解(氣態(tài))
→冷凝聚集分離→粗苯工段→焦油大槽。
(液態(tài)焦油)
(洗萘)
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焦油有哪些物理性質(zhì)?工廠常用哪些指標(biāo)檢查焦油質(zhì)量?焦油在常溫下是一種黑褐色、粘稠,有特殊氣味的油狀液體,20℃時(shí)相對(duì)密度在1.12~1.22之間。
工廠一般用焦油全分析檢查焦油質(zhì)量,全分析一般包括以下項(xiàng)目:20℃時(shí)的相對(duì)密度、水分、游離炭、灰分、蒸餾試驗(yàn)、萘、粗蒽、酚、吡啶鹽基含量等。蒸餾試驗(yàn)用于測(cè)定焦油各餾分及瀝青產(chǎn)率。它是工業(yè)中估計(jì)焦油工藝性質(zhì)好壞的重要指標(biāo),對(duì)蒸餾加工有一定指導(dǎo)意義。--爐料事業(yè)部煤焦組
焦油主要由哪幾種元素組成?組成焦油的化合物一般可分為哪幾類?構(gòu)成焦油主要元素有五種:C、H、O、N、S。此外還有極少量其他元素和稀有元素。
組成焦油的化合物可以分為以下四類(其中以中性環(huán)族芳香烴有機(jī)化合物為主,約占90%以上)。
(1)是性碳?xì)浠衔?2)含氧化合物(3)含氮化合物(4)含硫化合物上述化合物中,含氧化合物中的酚類是酸性化合物,其中又以碳?xì)浠衔餅橹黧w,是組成焦油的最主部分。
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低溫煤焦油和高溫煤焦油有何區(qū)別?按煉焦溫度不同,煤焦油可分為低溫焦油和高溫焦油。低溫焦油為褐黑,密度較小,其組成中烷烴、烯烴及芳香烴類約占50%,酚類含量可達(dá)30%左右。高溫焦油色黑,密度較大,是低溫焦油在高溫下二次分解的產(chǎn)物,因而在組成上與低溫焦油有根本性區(qū)別。高溫焦油主要是由芳香烴所組成的復(fù)雜混合物,目前查明的有480多種。本文主要討論高溫焦油。--爐料事業(yè)部煤焦組
1、國內(nèi)煤焦油市場(chǎng)及加工現(xiàn)狀在當(dāng)前原油儲(chǔ)量日趨枯竭的背景下,迫使人們尋求新的能源,為長期處于競爭劣勢(shì)的煤化工業(yè)提供了一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。2008年世界粗鋼產(chǎn)量13.454億噸,需要消耗大量的焦炭,焦化產(chǎn)業(yè)作為傳統(tǒng)煤化工的一個(gè)組成部分,在我國得到了迅速發(fā)展,其副產(chǎn)品煤焦油也不例外。--爐料事業(yè)部煤焦組
1.1煤焦油的種類及用途煤焦油是煤在干餾和汽化過程中獲得的液體產(chǎn)品。根據(jù)干餾溫度和方法的不同可得到以下幾種焦油:低溫(450~650℃)干餾焦油;低溫和中溫(600~800℃)發(fā)生爐焦油;中溫(900~1000℃)立式爐焦油;高溫(1000℃)煉焦焦油。高溫焦油產(chǎn)率根據(jù)煉焦工藝和所用煤種類的不同一般在2.5—4%(對(duì)入爐干煤)范圍內(nèi)變化。--爐料事業(yè)部煤焦組
無論哪種焦油均為具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的黏稠狀液體,簡稱焦油。比較有代表性的是低溫焦油和高溫焦油。
低溫焦油呈黑褐色,密度較小,其組成中烷烴、烯烴及芳香烴約占50%,酚類含量可達(dá)30%左右(主要是高級(jí)酚),其余為吡啶類為主的含氮化合物、含硫化合物及膠狀化合物。--爐料事業(yè)部煤焦組
高溫煤焦油為黑色,密度大,是低溫焦油在高溫下二次分解的產(chǎn)物,因而,在組成上與低溫焦油有根本的區(qū)別。高溫焦油主要是由芳香烴所組成的復(fù)雜混合物。其中很多有機(jī)化合物是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農(nóng)藥、建筑材料、耐高溫材料以及國防工業(yè)的貴重原料。
不同的焦油在組成上有很大差異,中溫、低溫焦油含酚高、含水高。在煤焦油加工利用方面,除了一些專門加工低、中溫焦油用來生產(chǎn)甲酚等產(chǎn)品的焦油加工廠,絕大多數(shù)焦油加工廠只加工高溫煤焦油。近年來我國高溫煤焦油產(chǎn)量增長很快,帶動(dòng)了煤焦油加工業(yè)的發(fā)展。
焦油加工工藝按處理量不同而采用不同的裝備水平。小型焦油加工采用釜式間歇蒸餾工藝,大中型焦油加工采用管式爐加熱的連續(xù)蒸餾工藝。焦油加工的產(chǎn)品路線不同,工藝路線也有所不同。--爐料事業(yè)部煤焦組
焦油運(yùn)輸和貯存有哪此要求?對(duì)本廠回收車間生產(chǎn)的粗焦油,可經(jīng)管道用泵直接送入焦油貯槽;如果有焦油洗滌煤氣終冷水中萘的流程,粗焦油送至煤氣終冷器附近的焦油混勻槽,然后用泵送至除萘器洗萘。洗萘后的焦油靜置脫水至含水不大于4%,再用泵送至焦油貯槽。如是外廠來油,則須用鐵路槽車輸送。槽車有下卸口,可從槽車自流入餾槽,再由此流入地下槽,然后用泵倒入焦油貯槽。如果槽車無下卸口,則用汽泵直接倒入焦油貯槽。
焦油貯槽一般為鋼板焊制的立式槽,內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱器,使焦油保持在70~80℃。在此溫度下,焦油易于流動(dòng),并易與水分離。分離水送往回收車間的氨水澄清槽。焦油貯槽的容量按貯備10~12d的焦油加工量確定。通常用三個(gè)貯槽,即一個(gè)接受焦油,一個(gè)靜置脫水,一個(gè)向管式爐送油。三槽應(yīng)輪換使用。--爐料事業(yè)部煤焦組
1.2煤焦油加氫利用
國內(nèi)很多單位在研究開發(fā)煤焦油加氫技術(shù),中、低溫煤焦油加氫生產(chǎn)動(dòng)力燃料工廠已在建設(shè)中,高溫煤焦油餾分加氫生產(chǎn)動(dòng)力燃料項(xiàng)目還處于研制階段,有關(guān)研究單位介紹,高溫煤焦油300℃以前餾分加氫制燃料油已獲成功--爐料事業(yè)部煤焦組
1.3焦炭市場(chǎng)競爭激烈,產(chǎn)量略有下降2008年我國焦炭產(chǎn)量32359萬噸,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2008年底我國焦炭產(chǎn)能已達(dá)4億噸左右,預(yù)計(jì)2009年我國焦炭需求降至2.8億--2.9億噸,今明兩年在建、擬建有可能投產(chǎn)的大中型焦?fàn)t產(chǎn)能高達(dá)5000萬噸(信息來自2009年焦化行業(yè)信息發(fā)布暨市場(chǎng)形勢(shì)分析會(huì)議)。產(chǎn)能過剩已是不爭的事實(shí),焦炭市場(chǎng)競爭激烈,焦炭價(jià)格走低,生產(chǎn)企業(yè)效益下滑。煤焦油產(chǎn)量應(yīng)該在1200萬噸左右。--爐料事業(yè)部煤焦組
1.4煤焦油加工狀況1.4.1、我國煤焦油加工的起步階段
我國煤焦油加工起步于二十世紀(jì)五十年代,從蘇聯(lián)引進(jìn)的鞍鋼、本鋼、武鋼、包鋼焦油加工裝置,形成了5萬噸/年和10萬噸/年焦油系列,至今還在發(fā)揮作用。--爐料事業(yè)部煤焦組
1.4.2我國煤焦油加工的發(fā)展階段七十年代寶鋼引進(jìn)日本焦油加工技術(shù),使我國焦油加工技術(shù)有所進(jìn)展。特別是2002年以來,我國煤焦油加工技術(shù)裝備發(fā)展迅速,主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。
(1)國內(nèi)技術(shù)開發(fā),以山西宏特為代表的國內(nèi)自行開發(fā)的焦油蒸餾技術(shù),不僅在規(guī)模上達(dá)到了25萬噸/年,在工藝設(shè)計(jì)和節(jié)能等方面也有很大改進(jìn),寶鋼、濟(jì)寧炭素廠工業(yè)萘一爐兩塔工藝。
(2)國外技術(shù)引進(jìn),寶鋼、唐鋼考伯斯、山西焦化廠、山東杰富意引進(jìn)國外焦油蒸餾技術(shù),將促進(jìn)我國焦油蒸餾技術(shù)裝備水平的提高。
山西焦化廠引進(jìn)法國技術(shù),單套焦油蒸餾能力30萬噸/年;山東杰富意引進(jìn)日本技術(shù),引進(jìn)時(shí)單套焦油蒸餾能力30萬噸/年,后經(jīng)改造,單套焦油蒸餾能力達(dá)到40萬噸/年.--爐料事業(yè)部煤焦組
1.4.3、煤焦油集中加工的格局已經(jīng)形成
一般認(rèn)為,煤焦油加工的經(jīng)濟(jì)規(guī)模在20萬噸/年以上,我國煤焦油蒸餾單套裝置加工水平已經(jīng)形成了15萬噸/年、25萬噸/年、30萬噸/年的能力,并根據(jù)煤焦油生產(chǎn)情況分區(qū)域建廠。雖然還有一些小規(guī)模裝置(包括間歇蒸餾)在運(yùn)行,集中加工的格局已經(jīng)形成。--爐料事業(yè)部煤焦組
(1)大規(guī)模焦油加工裝置相繼投產(chǎn)
自2002年10月山西宏特煤化工集團(tuán)國內(nèi)第一套15萬噸/年煤焦油蒸餾裝置投產(chǎn)至今,國內(nèi)多套較大規(guī)模的煤焦油加工廠相繼投產(chǎn),煤焦油加工能力迅速膨脹,直接影響煤焦油市場(chǎng)。--爐料事業(yè)部煤焦組
(2.)大型煤焦油加工基地在規(guī)劃中山西宏特煤化工有限公司規(guī)劃100萬噸煤焦油加工基地,生產(chǎn)5個(gè)系列產(chǎn)品,瀝青加工系列產(chǎn)品、工業(yè)萘加工系列產(chǎn)品、蒽油加工系列產(chǎn)品、洗油加工系列產(chǎn)品、精細(xì)化工系列產(chǎn)品。鞍鋼規(guī)劃建設(shè)60萬噸煤焦油加工基地,武鋼規(guī)劃建設(shè)50萬噸煤焦油加工基地,項(xiàng)目均處于實(shí)施過程當(dāng)中,我國將真正實(shí)現(xiàn)煤焦油集中加工。--爐料事業(yè)部煤焦組
2、煤焦油加工業(yè)存在的問題2.1、煤焦油加工能力過剩局面已顯現(xiàn)
2.1.1小規(guī)模焦油加工裝置仍在運(yùn)行據(jù)不完全統(tǒng)計(jì):
我國單套裝置規(guī)模在15萬噸/年以下仍在運(yùn)行的焦油加工裝置總加工能力為475萬噸;--爐料事業(yè)部煤焦組
2.1.2、煤焦油加工能力急劇增加2002年10月至2008年底不到6年時(shí)間,我國投產(chǎn)的單套裝置規(guī)模在15萬噸/年以上的焦油加工裝置加工能力達(dá)515萬噸;
再建和規(guī)劃焦油加工項(xiàng)目315萬噸。
我國已投產(chǎn)的煤焦油加工能力達(dá)到990萬噸,再建和規(guī)劃項(xiàng)目投產(chǎn)后,煤焦油總的加工量將達(dá)到1305萬噸。--爐料事業(yè)部煤焦組
2.1.3、我國焦炭產(chǎn)量將進(jìn)入平穩(wěn)增長期2007年焦炭產(chǎn)量3.3億噸,專家指出:我國焦炭將進(jìn)入平穩(wěn)增長期。
(1)、焦炭產(chǎn)能平穩(wěn)增長,焦化行業(yè)面臨的產(chǎn)能過剩,總體技術(shù)水平落后,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,我國將利用2—3年時(shí)間,控制焦炭產(chǎn)量,使產(chǎn)能進(jìn)入平穩(wěn)增長階段。焦炭增長速度放緩的原因,鋼廠降低消耗,焦比05年0.72,目前包鋼已經(jīng)達(dá)到0.41;鋼產(chǎn)量增長速度減緩;控制出口,幾年來出口配額一直在1400---1500萬噸左右,2008年出口焦炭1213萬噸,08年12月出口22萬噸,09年1月出口8萬噸。
(2)、全球焦炭需求增幅明顯趨緩,出口量不會(huì)大幅增長。
國外焦炭需求略有減少
①、由于國外粗鋼與生鐵產(chǎn)量下降以及直接還原鐵的增長,焦炭消耗量略有減少。
②、環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格,焦炭生產(chǎn)費(fèi)用提高,采用高爐噴煤等新技術(shù),使生鐵生產(chǎn)焦比下降,也使焦炭消耗量有所減少。
幾年來,我國政府一直控制焦炭出口配額在1400—1500萬噸,從以上幾點(diǎn)分析,在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi),我國焦炭產(chǎn)量不會(huì)有大幅度增長。因此,煤焦油產(chǎn)量也不會(huì)明顯增加,加工能力已顯過剩。--爐料事業(yè)部煤焦組
2.2.焦炭生產(chǎn)區(qū)域分布將發(fā)生變化,焦油的交易量減少
焦化廠的分布決定焦油產(chǎn)量的分布。我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和焦化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,將使焦化廠分布發(fā)生變化,將直接影響到焦油生產(chǎn)及加工企業(yè)的分布。08年全國焦炭減產(chǎn)125萬噸,山西則減產(chǎn)1251萬噸,說明有的省份增產(chǎn)了(山東180萬噸、河南170萬噸),
原因主要有以下幾個(gè)方面。
(1)焦炭生產(chǎn)區(qū)域發(fā)生變化
①、鋼鐵企業(yè)焦炭自給率不斷提高
焦炭生產(chǎn)將向大型鋼鐵聯(lián)合體轉(zhuǎn)移。焦油的產(chǎn)量也隨之轉(zhuǎn)大型鋼鐵聯(lián)合體。我國規(guī)劃建設(shè)的鋼鐵企業(yè),都配套設(shè)計(jì)了焦化裝置。國家政策支持鋼鐵企業(yè)向大型化聯(lián)合體發(fā)展,焦炭生產(chǎn)主體將是鋼鐵企業(yè)(焦油也轉(zhuǎn)向鋼鐵企業(yè))。鋼鐵企業(yè)焦炭自給率2003年只有30%,2005年已達(dá)到60%,隨著鋼鐵企業(yè)的發(fā)展,焦炭自給率將不斷提高,2008年鋼鐵企業(yè)焦炭產(chǎn)量同比增加500余萬噸,獨(dú)立焦化廠減產(chǎn)600余萬噸。獨(dú)立焦化廠發(fā)展要定好位,與鋼廠建立長期、穩(wěn)定戰(zhàn)略伙伴關(guān)系很重要。--爐料事業(yè)部煤焦組
②、大的鋼鐵聯(lián)合體是大的焦炭生產(chǎn)基地
中國“鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度過低”,被認(rèn)為是中國鋼鐵業(yè)“大而不強(qiáng)”問題的關(guān)鍵。2005年7月20日,國家發(fā)改委出臺(tái)了《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》,提出2010年,國內(nèi)居前10位的鋼鐵企業(yè)鋼產(chǎn)量居全國50%以上;2020年則達(dá)70%以上。標(biāo)志著鋼鐵企業(yè)采取增加產(chǎn)能、并購等手段實(shí)現(xiàn)大型化,以優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高市場(chǎng)競爭力。大的鋼鐵聯(lián)合體成為大的焦炭生產(chǎn)地,2008年全國焦炭同比減產(chǎn)125萬噸,山西減產(chǎn)1251萬噸(山西焦炭企業(yè)絕大部分為獨(dú)立焦化廠)這說明有的區(qū)域焦炭在增產(chǎn),焦炭產(chǎn)量向著鋼鐵廠或者鋼鐵廠附近地區(qū)轉(zhuǎn)移。
③獨(dú)立焦化廠將走向大型化發(fā)展
國家對(duì)焦炭產(chǎn)能實(shí)行“上大壓小”政策,已淘汰小焦?fàn)t產(chǎn)能8000萬噸;
環(huán)保法規(guī)出臺(tái)及實(shí)施;
將促使獨(dú)立焦化向大型化發(fā)展。
--爐料事業(yè)部煤焦組
(2)大型焦炭生產(chǎn)基地將對(duì)自產(chǎn)煤焦油進(jìn)行加工(2)大型焦炭生產(chǎn)基地將對(duì)自產(chǎn)煤焦油進(jìn)行加工
煤焦油市場(chǎng)交易量減少。我國焦炭產(chǎn)量前13位企業(yè),九家有焦油加工裝置,還有兩家正在規(guī)劃建設(shè)焦油加工裝置。
①、大型鋼鐵聯(lián)合體配套建設(shè)煤焦油加工裝置,
寶鋼并購南京梅山冶金公司和新疆八一鋼廠等,煤焦油統(tǒng)一調(diào)配加工;鞍鋼籌劃建60萬噸/年焦油加工裝置,武鋼與平煤集團(tuán)合作建設(shè)50萬噸焦油加工裝置;
②、大的焦炭生產(chǎn)地配套建設(shè)煤焦油加工裝置,
山西潞寶、河北旭陽焦化集團(tuán)配套建設(shè)了焦油加工裝置,山東鐵雄規(guī)劃建設(shè)30萬噸/年煤焦油加工項(xiàng)目。--爐料事業(yè)部煤焦組
2.2.3、投資煤焦油加工需要審慎(1)切忌盲目新建煤焦油加工設(shè)施。(2)煤焦油加工建設(shè)要講求規(guī)模效應(yīng),不斷延伸產(chǎn)業(yè)鏈。(3)投資者必須做好市場(chǎng)調(diào)研,慎重考慮投資收益率。
(4)其他行業(yè)對(duì)煤焦油的需求和煤焦油交易量的減少提醒我們,新建煤焦油加工廠一定要進(jìn)行充分論證。--爐料事業(yè)部煤焦組
2006-2010年國內(nèi)煤焦油走勢(shì)分析
--爐料事業(yè)部煤焦組
后期影響國內(nèi)煤焦油市場(chǎng)波動(dòng)的主要因素:
1、企業(yè)競爭壓力。2、炭黑行業(yè)對(duì)煤焦油市場(chǎng)影響很大。3、原油價(jià)格波動(dòng)間接對(duì)市場(chǎng)的影響。4.鋼鐵行業(yè)影響焦化廠開工率的高低,焦油市場(chǎng)上貨源的多少。5.貿(mào)易商的心態(tài)及市場(chǎng)炒作因素。--爐料事業(yè)部煤焦組
企業(yè)評(píng)級(jí)從眾多深加工企業(yè)來看,我們可以用幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來形容:優(yōu)秀、良好、一般、較差。--爐料事業(yè)部煤焦組
影響因素:
1、客戶群:2、資金:3、產(chǎn)業(yè)鏈:4、提高附加值:--爐料事業(yè)部煤焦組
1、客戶群:
下游企業(yè)的直銷客戶比重較大,且信譽(yù)良好者,是企業(yè)持續(xù)發(fā)展、有較大抗風(fēng)險(xiǎn)能力的最大保證。據(jù)了解,煤焦油深加工企業(yè)多數(shù)關(guān)注即時(shí)價(jià)格,不太注重固定客戶的穩(wěn)定性。由于開工不穩(wěn),客戶關(guān)系普遍一般,形成了煤瀝青市場(chǎng)多數(shù)時(shí)間處于觀望態(tài)勢(shì)和工業(yè)萘交易不佳的混亂局面。--爐料事業(yè)部煤焦組
2、資金:糟糕的市場(chǎng)狀況使得絕大多數(shù)企業(yè)流動(dòng)資金收緊,貸款依賴度越來越大;一些企業(yè)為緩解資金壓力抓住部分產(chǎn)品市場(chǎng)緊張的時(shí)機(jī)盲目預(yù)售貨款以備原料采購,此舉帶來的是巨大的收益縮水,并不可取。目前政府實(shí)行適度寬松的貨幣政策,而商業(yè)銀行對(duì)目前煤焦油深加工行業(yè)信心不足,理論層面上看,對(duì)此行業(yè)的貸款沒有好轉(zhuǎn)跡象。--爐料事業(yè)部煤焦組
3、產(chǎn)業(yè)鏈:煤焦油深加工企業(yè)目前看有延伸產(chǎn)業(yè)鏈的以上游居多,下游炭素、炭黑、減水劑等基本與煤焦油深加工企業(yè)形成買賣關(guān)系,產(chǎn)品居多而且行業(yè)分散,未來與下游重組的可能性不大。而上游焦化廠特別是山西地區(qū)配套煤焦油深加工企業(yè)較多,但多數(shù)煤焦油供應(yīng)靠外部采購,有部分企業(yè)小負(fù)荷生產(chǎn)只為產(chǎn)洗油自用,絕大多數(shù)煤焦油外銷。除國企之外,直接外銷副產(chǎn)品收益大于加工后外銷加工產(chǎn)品。多數(shù)私營焦化企業(yè)也沒有延伸產(chǎn)業(yè)鏈的打算。實(shí)際上有產(chǎn)業(yè)鏈延長的企業(yè)和獨(dú)立企業(yè)在減小成本壓力上沒有明顯的區(qū)別,可能在資金流轉(zhuǎn)上有一定緩沖。--爐料事業(yè)部煤焦組
4、提高附加值:部分業(yè)內(nèi)人士暢言,煤焦油深加工企業(yè)可以學(xué)習(xí)日本、德國等加工先進(jìn)技術(shù),提煉更多的精細(xì)產(chǎn)品,如甲基萘、苊、喹啉、咔唑、蒽醌等。即使有先進(jìn)技術(shù),沒有配套的下游市場(chǎng)需求跟進(jìn),對(duì)一個(gè)企業(yè)來說根本不能持續(xù)發(fā)展。據(jù)了解,國內(nèi)僅有極少數(shù)企業(yè)對(duì)粗蒽、洗油進(jìn)行加工,生產(chǎn)蒽醌、咔唑,甲基萘、苊、喹啉、異喹啉等,部分煤焦油深加工企業(yè)配有蒽油脫晶工藝,從近幾年生產(chǎn)來看,多數(shù)沒有進(jìn)行脫晶,說明粗蒽市場(chǎng)不佳;洗油加工全國有一定規(guī)模的屈指可數(shù),據(jù)廠家介紹,下游需求分散,量少且不穩(wěn)定,08年之前利潤還比較客觀,但金融危機(jī)之后,只有混合甲基萘和苊有一定需求量。此后是金融危機(jī)恢復(fù)“創(chuàng)傷”的時(shí)期,誰也不敢在此時(shí)間盲目建設(shè)對(duì)初級(jí)煤焦油加工產(chǎn)品的再加工。--爐料事業(yè)部煤焦組
煤焦油深加工產(chǎn)品(一)
煤瀝青篇--爐料事業(yè)部煤焦組
前言煤瀝青是煤焦油加工的主要產(chǎn)品之一,是煤焦油蒸餾提取各種餾分后的殘留物。煤瀝青在常溫下為黑色固體,無固定的熔點(diǎn),呈玻璃相,受熱后軟化,繼而熔化,密度為1.25~1.35g/cm3。按其軟化點(diǎn)高低分為低溫、中溫和高溫瀝青3種。中溫瀝青產(chǎn)率約為煤焦油的54%~56%。煤瀝青的組成極為復(fù)雜,與煤焦油的性質(zhì)及雜原子的含量有關(guān),又受煉焦工藝制度和煤焦油加工條件的影響。表征煤瀝青特性的指標(biāo)很多,如瀝青軟化點(diǎn)、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)和煤瀝青流變性等。--爐料事業(yè)部煤焦組
煤瀝青主要用途是作為成型碳材料的粘結(jié)劑,也可用于耐火材料工業(yè),煤瀝青的其它用途還有生產(chǎn)針狀焦、防腐材料、中間相碳微球、超高功率石墨電極用浸漬瀝青、燃料等。在瀝青生產(chǎn)和使用中經(jīng)常檢測(cè)的性質(zhì)有軟化點(diǎn)、QI、TI、結(jié)焦值、黏度等,對(duì)性能影響最大的是QI、TI和結(jié)焦值。--爐料事業(yè)部煤焦組
煤瀝青中的QI和TI煤瀝青是由很多高分子量的芳香族化合物組成的復(fù)雜混合物,一般難于從中提取出單獨(dú)的具有一定化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的單一物質(zhì)。通常采用各種不同溶劑對(duì)其進(jìn)行萃取,將其分成若干組分來研究。由于研究目的、溶劑和操作細(xì)節(jié)不同,煤瀝青有多種分組方法,其中比較常用是分成α、β和γ三種組分。
作為成型碳材料的粘結(jié)劑用瀝青,人們最感興趣的是α組分,即喹啉不溶物(QI)和甲苯不溶物(TI)。β組分(又稱為β樹脂)是瀝青中不溶于甲苯而溶于喹啉的組分,其值等于TI與QI之差。β樹脂是高、中分子量的稠環(huán)芳烴,粘結(jié)性好,結(jié)焦性好,作為粘結(jié)劑瀝青含有一定的β樹脂是需要的。由于瀝青中β樹脂含量是由QI和TI決定的,瀝青指標(biāo)當(dāng)中受關(guān)注的也是QI和TI,對(duì)粘結(jié)劑性能影響最大的是瀝青中的QI。國內(nèi)外煤瀝青生產(chǎn)和使用者都對(duì)煤瀝青QI進(jìn)行了大量細(xì)致的研究。
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煤焦油蒸餾產(chǎn)品中,產(chǎn)量最大的是瀝青,占焦油加工量的52-55%,市場(chǎng)上流通的傳統(tǒng)產(chǎn)品是中溫瀝青和改質(zhì)瀝青,主要用于成型炭材料粘結(jié)劑,成型碳材料主要品種為鋁用碳素和石墨電極。
2006年,中國鋁產(chǎn)量達(dá)到935萬噸,占世界鋁產(chǎn)量3397萬噸的27.5%。
2007年,中國鋁產(chǎn)量達(dá)到1250萬噸以上,約占世界鋁產(chǎn)量3700萬噸的1/3。
2008年,中國鋁產(chǎn)量仍然達(dá)到1317.6萬噸。
生產(chǎn)一噸鋁消耗炭陽極500—550公斤,消耗炭素陰極材料15—20公斤。
鋁用碳素2007年產(chǎn)量700萬噸以上,其中出口63萬噸。
2008年我國電解鋁消耗陽極680萬噸,出口110萬噸,庫存增加10萬噸,據(jù)此估計(jì),我國陽極產(chǎn)量約800萬噸,鋁用陰極2007年約36萬噸。
生產(chǎn)一噸預(yù)焙陽極消耗煤瀝青180—220公斤。
生產(chǎn)一噸陰極制品約需要煤瀝青180—250公斤。
2008年石墨電極產(chǎn)量約58.67萬噸,其中超高功率約15.41萬噸,高功率約24.02萬噸。其他領(lǐng)域用量較少,嚴(yán)重供大于求。國內(nèi)瀝青表觀消費(fèi)量170--190萬噸左右,煤瀝青總量過剩,其下游產(chǎn)品的開發(fā)具有十分重要的意義,直關(guān)系到國內(nèi)煤焦油加工業(yè)的發(fā)展。--爐料事業(yè)部煤焦組
3.1.1、普通煤瀝青的生產(chǎn)
煤瀝青是煤焦油蒸餾提取餾分后的殘留物,中溫瀝青產(chǎn)率為煤焦油的54%~56%。煤瀝青常溫下為黑色固體,無固定的熔點(diǎn),呈玻璃相,受熱后軟化繼而熔化。按其軟化點(diǎn)高低可分為低溫、中溫和高溫瀝青。瀝青的性質(zhì)及組成與煉焦煤的性質(zhì)、煉焦工藝條件、焦油蒸餾條件及瀝青的生產(chǎn)工藝有關(guān)。
(1)低溫瀝青(或稱軟瀝青)
軟瀝青軟化點(diǎn)30℃左右,焦油蒸餾時(shí)直接生產(chǎn),分為直餾軟瀝青和回配軟瀝青;
主要用于建筑、鋪路,也可用于制作炭黑和作為燃料油用。中溫瀝青和改質(zhì)瀝青主要作為鋁用炭素及石墨電極的黏結(jié)劑。瀝青經(jīng)過特殊處理還可以用來制取針狀焦和瀝青炭纖維等新型炭素材料。
(2)中溫瀝青
軟化點(diǎn)75--90℃(一般控制在80--90℃),是焦油蒸餾時(shí)得到的殘余物。在生產(chǎn)過程中通過控制工藝參數(shù)可以使TI值達(dá)到15%。要控制瀝青TI在較高值(20%)并且保持穩(wěn)定是非常困難的,因?yàn)橹袦貫r青重的TI一部分來源于煤焦油的原生TI,另一部分是煤焦油在蒸餾時(shí)生成的,而我國各廠家焦油蒸餾工藝差別不大,所以,中溫瀝青中TI主要由煤焦油中TI決定。我國煉焦?fàn)t爐型很多,加熱溫度差異較大,各地?zé)捊褂妹盒再|(zhì)差異也較大,因此,煤焦油性質(zhì)也不同。這就是我國中溫瀝青生產(chǎn)方法基本相同,而質(zhì)量(TI含量)卻相差較大的原因。
目前國內(nèi)已經(jīng)能生產(chǎn)無鈉中溫瀝青和特種中溫瀝青。--爐料事業(yè)部煤焦組
中溫瀝青是怎樣制取的?
焦油蒸餾過程中由二段蒸發(fā)器底部引出瀝青溫度高達(dá)360~380℃,經(jīng)過冷卻處理得到軟化點(diǎn)75~90℃的瀝青(環(huán)球法),即所謂的中溫瀝青。--爐料事業(yè)部煤焦組
(3)改制瀝青(或稱高溫瀝青)由于中溫瀝青質(zhì)量受煤焦油質(zhì)量和煤焦油蒸餾條件的影響,質(zhì)量不易穩(wěn)定,作為成型炭材料黏結(jié)劑使用受到一定限制,因此出現(xiàn)了瀝青改質(zhì)技術(shù)。
由中溫瀝青經(jīng)過改質(zhì)處理可以得到各種規(guī)格的粘結(jié)劑瀝青(改制瀝青),在粘結(jié)劑瀝青的生產(chǎn)過程中,很難控制完全不產(chǎn)生中間相(二次QI)。有人認(rèn)為,如果中間相小球大小和數(shù)量嚴(yán)格控制時(shí),中間相的存在可能不是缺陷,甚至是有益的。有報(bào)道認(rèn)為,中間相含量達(dá)到約2%是無害的,原因如下:
有研究者報(bào)導(dǎo),中間相對(duì)陽極性能可能有不利和有利兩個(gè)方面的影響,不利是增加了
瀝青使用率而且有可能增加電阻,有利是降低電解期間的電極消耗。
中間相在與自然QI結(jié)合中,在瀝青和焦顆粒間形成一種強(qiáng)有力的結(jié)合力。
中間相由于在焙燒期間限制了膨脹作用而提高了電極的焙燒密度。
中溫瀝青或軟瀝青經(jīng)改質(zhì)處理后,可以得到各種性能不同的粘結(jié)劑瀝青。不同的炭材料對(duì)粘結(jié)劑要求不同(如:鋁用炭素,石墨電極,電碳材料等),瀝青的改質(zhì)主要是對(duì)軟化點(diǎn)、QI、TI、結(jié)焦值、粘度等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整,使其滿足各種不同用途的要求。--爐料事業(yè)部煤焦組
改質(zhì)瀝青是怎樣制取的?
近幾年我國的石家莊焦化廠、宣化焦化廠、貴州水城焦化廠、太原焦化廠、武鋼焦化廠、酒鋼焦化廠等先后建成了改質(zhì)瀝青生產(chǎn)裝置,產(chǎn)品供給鋁廠和碳素廠用。這些廠的生產(chǎn)工藝與鞍鋼引進(jìn)的工藝不同,由焦油蒸餾過程中由二段蒸發(fā)器底部引出的瀝青(溫度360~380℃)至連續(xù)瀝青反應(yīng)釜中進(jìn)行常壓熱聚合。也有采用間歇式加壓0.5~0.7MPa,在400℃條件下或常壓熱聚合的方法,根據(jù)各廠條件和特點(diǎn),生產(chǎn)出改質(zhì)瀝青。改質(zhì)瀝青軟化點(diǎn)一般在100~110℃.--爐料事業(yè)部煤焦組
主要生產(chǎn)企業(yè)的改質(zhì)瀝青性能--爐料事業(yè)部煤焦組
.瀝青主要有哪些用途?.
瀝青的用途很廣泛,軟化點(diǎn)為40~60℃的軟瀝青用于鋪設(shè)路面和防水工程,軟化點(diǎn)為75~95℃(環(huán)球法)的中溫瀝青用于生產(chǎn)油毯和建筑防水層,還可以用于制取高級(jí)瀝青漆;軟化點(diǎn)為95~130℃的硬瀝青用于制取炭黑和鋪路;用瀝青生產(chǎn)無灰瀝青焦,用于制造石墨電極等。--爐料事業(yè)部煤焦組
主要制取方法有:1、化學(xué)催化法
2、空氣氧化法3、真空閃蒸法
4、熱聚合法5、管式爐連續(xù)熱聚合6、切里--特(CHERRY--T)法--爐料事業(yè)部煤焦組
3.1.2、煤瀝青深加工產(chǎn)品(1)特種瀝青
在焦油加工和瀝青改質(zhì)時(shí),由于熱作用,可產(chǎn)生中間相小球體,稱為次生QI(二次QI或再生QI),中間相在煤煉焦時(shí)不會(huì)產(chǎn)生。
控制煤瀝青QI的含量和種類可以得到各種不同性能的特種瀝青。--爐料事業(yè)部煤焦組
浸漬劑瀝青(無QI瀝青)
石墨電極浸漬過程中,電極(胚)起著過濾器作用,在其表面上除去QI,電極胚表面大部分微孔被QI顆粒堵塞,因而阻止了浸漬劑瀝青浸入到電極的中心,直接影響浸漬效果。因此,希望浸漬劑瀝青具有以下性質(zhì),沒有QI(或盡可能的低QI含量)、結(jié)焦值高及浸漬溫度下瀝青粘度低。這種無QI瀝青很多人做過研究和試制工作,采用離心、過濾、溶劑絮凝沉淀等方法均可去除瀝青QI,普遍認(rèn)為工業(yè)化生產(chǎn)溶劑法采用較多。我國采用溶劑法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),得到的浸漬劑瀝青QI小于0.5%,TI(甲苯不溶物)大于18%,軟化點(diǎn)85℃-90℃,結(jié)焦值大于49%,2002年兗礦科藍(lán)已研制成功。--爐料事業(yè)部煤焦組
(2)、煤系針狀焦①、煤系針狀焦技術(shù)進(jìn)展:針狀焦是20世紀(jì)70年代大力發(fā)展一種新型碳材料,它具有低的熱膨脹系數(shù)、低空隙度、低灰、低硫、低金屬含量、高導(dǎo)電率及易石墨化等一系列優(yōu)點(diǎn)。其石墨化制品化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導(dǎo)熱率高、低溫和高溫時(shí)機(jī)械強(qiáng)度好,主要用于生產(chǎn)電爐煉鋼用的超高功率石墨電極,在電子反應(yīng)堆中用作高能中子減速材料,也用于火箭技術(shù)中。--爐料事業(yè)部煤焦組
炭黑油相關(guān)知識(shí)炭黑油是煤焦油高沸點(diǎn)餾分。主要成分一般是過濾的蒽油,含硫量很低(等于或小于1%)。能在不完全燃燒時(shí)生成質(zhì)量較高的炭黑,可用于油墨工業(yè)和橡膠工業(yè)。產(chǎn)品用途:炭黑、燃料油。該項(xiàng)目充分利用國內(nèi)尤其是山東省境內(nèi)充足的煤焦油資源,采用世界最先進(jìn)的工藝技術(shù)、設(shè)備裝置和科學(xué)的經(jīng)營管理辦法,生產(chǎn)經(jīng)營輕油、脫酚酚油、粗酚、工業(yè)萘、洗油。--爐料事業(yè)部煤焦組
碳黑與炭黑的區(qū)別碳是一種元素,一種主要呈四價(jià)的非金屬元素,存在于自然界中(如以金剛石和石墨形式),是煤、石油、瀝青、石灰石和其他碳酸鹽以及一切有機(jī)化合物的成分碳黑:全部或主要由碳組成的各種膠狀的黑色物質(zhì)的任何一種。通常由烴類化合物的部分燃燒而以煤煙制得炭黑:是由燒焦物質(zhì)(如木炭或骨炭)組成的一種黑色顏料--爐料事業(yè)部煤焦組
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影響煤瀝青走勢(shì)的因素1.各地煤焦油行情的走勢(shì)變化。2.碳素企業(yè)的開工情況以及鋁行業(yè)的運(yùn)行態(tài)勢(shì)。3.燃料油市場(chǎng)走勢(shì)。4.貿(mào)易商囤貨心理。--爐料事業(yè)部煤焦組
補(bǔ)充材料--爐料事業(yè)部煤焦組
何謂焦油餾分的加工?將焦油蒸餾過程所得各餾分中所含的產(chǎn)品分別提取出來,以便作為化學(xué)工業(yè)的原料,而用物理或化學(xué)的方法將產(chǎn)品分離,這就稱為餾分的加工。--爐料事業(yè)部煤焦組
餾分加工有哪些方法?餾分加工包括的范圍廣泛,應(yīng)用的方法很多,但最主要和常見的加工方法有兩類:
1)物理和物理化學(xué)方法,包括結(jié)晶、離心分離、壓榨、溶劑萃取、精餾、吸附分離等。這類方法一般比較簡單,原料損失較少,比較經(jīng)濟(jì)。但由于焦油餾分組成比較復(fù)雜,僅僅靠這些方法有時(shí)達(dá)不到很好的分離效果。
2)化學(xué)方法,包括酸洗、堿洗等。這類方法比較復(fù)雜,原料損失較大,不夠經(jīng)濟(jì)。但根據(jù)各餾分的特點(diǎn)和對(duì)產(chǎn)品純度的要求的不同,常常必須采用此類方法。
在生產(chǎn)實(shí)際中,常常是把以上兩類方法結(jié)合起來進(jìn)行餾分加工的。--爐料事業(yè)部煤焦組
焦油餾分的加工主要包括哪些內(nèi)容?焦油餾分的加工主要有以下七個(gè)方面的內(nèi)容:
1)提取酚類和吡啶類產(chǎn)品;
2)粗酚的精制;
3)輕吡啶鹽基和重吡啶鹽基的精制;
4)從萘油餾分中提取萘;
5)從洗油餾分中提取苊:提取工業(yè)苊;制取1,8-二甲酸酐;
6)從一蒽油餾分中提取粗蒽和制取精蒽;
7)瀝青制品的生產(chǎn)。2010.7.30--爐料事業(yè)部煤焦組
碳素篇2010-8-6--爐料事業(yè)部煤焦組
碳素制品炭和石墨材料是以碳元素為主的非金屬固體材料,其中炭材料基本上由非石墨質(zhì)碳組成的材料,而石墨材料則是基本上由石墨質(zhì)碳組成的材料。為了簡便起見,有時(shí)也把炭和石墨材料統(tǒng)稱為炭素材料(或碳材料)。--爐料事業(yè)部煤焦組
主要分類
炭素制品按產(chǎn)品用途可分為石墨電極類、炭塊類、石墨陽極類、炭電極類、糊類、電炭類、炭素纖維類、特種石墨類、石墨熱交換器類等。石墨電極類根據(jù)允許使用電流密度大小,可分為普通功率石墨電極。高功率電極、超高功率電極。炭塊按用途可分為高爐炭塊、鋁用炭塊、電爐塊等。炭素制品按加工深度高低可分為炭制品、石墨制品、炭纖維和石墨纖維等。炭素制品按原料和生產(chǎn)工藝不同,可分為石墨制品、炭制品、炭素纖維、特種石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小,又可分為多灰制品和少灰制品(含灰分低于l%)。--爐料事業(yè)部煤焦組
碳素行業(yè)的上游企業(yè)主要有:1、無煙煤的煅燒企業(yè);2、煤焦油加工生產(chǎn)企業(yè);3、石油焦生產(chǎn)及煅燒企業(yè)。--爐料事業(yè)部煤焦組
炭和石墨制品:
(一)石墨電極類(二)石墨陽極類(三)特種石墨類(四)石墨熱交換器(五)炭電極類(六)炭塊類(七)炭糊類(八)非標(biāo)準(zhǔn)炭、石墨制品類(九)不透性石墨類(十)電炭產(chǎn)品類--爐料事業(yè)部煤焦組
(一)石墨電極類主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對(duì)爐料進(jìn)行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標(biāo)高低,可分為普通功率、高功率和超高功率。石墨電極包括:
(1)普通功率石墨電極。允許使用電流密度低于17A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。(2)抗氧化涂層石墨電極。表面涂覆一層抗氧化保護(hù)層的石墨電極,形成既能導(dǎo)電又耐高溫氧化的保護(hù)層,降低煉鋼時(shí)的電極消耗。(3)高功率石墨電極。允許使用電流密度為18~25A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼的高功率電弧爐。(4)超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于25A/厘米2的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。--爐料事業(yè)部煤焦組
(二)石墨陽極類主要以石油焦為原料,煤瀝青作粘結(jié)劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、浸漬、石墨化、機(jī)加工而制成。一般用于電化學(xué)工業(yè)中電解設(shè)備的導(dǎo)電陽極。包括:(1)各種化工用陽極板。(2)各種陽極棒。--爐料事業(yè)部煤焦組
(三)特種石墨類主要以優(yōu)質(zhì)石油焦為原料,煤瀝青或合成樹脂為粘結(jié)劑,經(jīng)原料制備、配料、混捏、壓片、粉碎、再混捏、成型、多次焙燒、多次侵漬、純化及石墨化、機(jī)加工而制成。一般用于航天、電子、核工業(yè)部門。它包括光譜純石墨,高純、高強(qiáng)、高密以及熱解石墨等。--爐料事業(yè)部煤焦組
(四)石墨熱交換器將人造石墨加工成所需要的形狀,再用樹脂浸漬和固化而制成的用于熱交換的不透性石墨制品,它是以人造不透性石墨為基體加工而成的換熱設(shè)備,主要用于化學(xué)工業(yè)。包括:(1)塊孔式熱交換器;(2)徑向式熱交換器;(3)降膜式熱交換器;(4)列管式熱交換器。--爐料事業(yè)部煤焦組
(五)炭電極類以炭質(zhì)材料如無煙煤和冶金焦(或石油焦)為原料、煤瀝青為粘結(jié)劑,不經(jīng)過石墨化,經(jīng)壓制成型而燒成的導(dǎo)電電極。它不適合熔煉高級(jí)合金鋼的電爐。包括:(l)多灰電極(用無煙煤、冶金焦、瀝青焦生產(chǎn)的電極);(2)再生電極(用人造石墨、天然石墨生產(chǎn)的電極);(3)炭電阻棒(即炭素格子磚);(4)炭陽極(用石油焦生產(chǎn)的預(yù)焙陽極);(5)焙燒電極毛坯。--爐料事業(yè)部煤焦組
(六)炭塊類以無煙煤、冶金焦為主要原料,煤瀝青為粘結(jié)劑,經(jīng)原料制備、配料、混粘、成型、焙燒、機(jī)加工而制成。其中高爐炭塊作為耐高溫抗腐蝕材料用于砌筑高爐內(nèi)襯;底部炭塊、側(cè)部炭塊、電爐塊則用于鋁電解槽和鐵合金電爐等。包括:(1)高爐炭塊;(2)鋁槽炭塊(底部炭塊及側(cè)部炭塊);(3)電爐炭塊。--爐料事業(yè)部煤焦組
(七)炭糊類
以石油焦、無煙煤、冶金焦為主要原料,煤瀝青為粘結(jié)劑而制成。有的用于各種連續(xù)自焙電爐作為導(dǎo)電電極使用的電極糊;有的用于連續(xù)自焙式鋁槽作為導(dǎo)電陽極使用的陽極糊;有的用于高爐砌筑的填料和耐火泥漿的粗縫糊和細(xì)縫糊。高爐用自焙炭塊雖用途不同,但和糊類制品的生產(chǎn)工藝相仿,暫歸在糊類制品內(nèi)。包括:(1)陽極糊;(2)電極糊(包括標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)電極糊);(3)底糊(包括多灰、少灰底糊);(4)密閉糊(包括多灰、少灰密閉糊);(5)其它糊(包括粗縫糊、細(xì)縫糊、自焙炭磚等)。--爐料事業(yè)部煤焦組
電極糊電極糊是供給鐵合金爐、電石爐等電爐設(shè)備使用的導(dǎo)電材料。
電極糊是用于電石爐,鐵合金爐硅鐵爐等自焙電極的導(dǎo)電材料。其主要技術(shù)特征是以鋁冶煉排放的廢渣為主要原料加冶金焦粉、瀝青而成;底糊是電石爐、鐵合金爐、硅鐵爐爐底整體搗固的碳質(zhì)耐火材料,主要是以陰極廢渣為主要原料加冶金焦粉、脫水煤焦油、硫磺粉、柴油而成。
它能耐高溫,同時(shí)熱膨脹系數(shù)小。具有比較小的電阻系數(shù),可以降低電能的損失。具有較小的氣孔率,可以使加熱狀態(tài)的電極氧化緩慢。有較高的機(jī)械強(qiáng)度,才不致因機(jī)械與電氣負(fù)荷的影響電極折斷。
電流是通過電極輸入爐內(nèi)產(chǎn)生電弧進(jìn)行冶煉,電極在整個(gè)電爐中是占有極其重要地位的,沒有它,電爐就無法產(chǎn)生作用。要使電極在電弧所產(chǎn)生的溫度下正常工作,必須具有高度的耐氧化性及導(dǎo)電性,這只有碳素材料制成的電極,才有這種性質(zhì),因?yàn)樘妓仉姌O可承受達(dá)3500℃的電弧溫度僅緩慢氧化。--爐料事業(yè)部煤焦組
(八)非標(biāo)準(zhǔn)炭、石墨制品類這是指用炭、石墨制品經(jīng)過進(jìn)一步加工而改制成的各種異型炭、石墨制品。包括鏟型陽極、制氟陽極以及各種規(guī)格的坩堝、板、棒、塊等異型品。--爐料事業(yè)部煤焦組
(九)不透性石墨類這是指經(jīng)樹脂及各種有機(jī)物浸漬、加工而制成的各種石墨異型品,包括熱交換器的基體塊。--爐料事業(yè)部煤焦組
(十)電炭產(chǎn)品類這是指炭精棒、電刷等產(chǎn)品。--爐料事業(yè)部煤焦組
炭素纖維它包括各種炭纖維、石墨纖維、預(yù)氧絲、炭布、炭帶、炭繩、炭氈及其復(fù)合材料。其中炭纖維為含碳量高于93%的纖維。用聚丙烯睛纖維、粘膠絲和瀝青纖維經(jīng)碳化制成。熱處理溫度由低至高,可分別制成耐熱纖維、碳化纖維和石墨纖維。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨篇--爐料事業(yè)部煤焦組
關(guān)于石墨石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物,它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對(duì)分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。
山東省萊西市為我國石墨重要產(chǎn)地之一,石墨探明儲(chǔ)量687.11萬噸,現(xiàn)保有儲(chǔ)量639.93萬噸.石墨質(zhì)軟,黑灰色;有油膩感,可污染紙張。硬度為1~2,沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至3~5。比重為1.9~2.3。在隔絕氧氣條件下,其熔點(diǎn)在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。自然界中純凈的石墨是沒有的,其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對(duì)石墨的分析,除測(cè)定固定碳含量外,還必須同時(shí)測(cè)定揮發(fā)分和灰分的含量。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨分類石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物,具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。工業(yè)上,根據(jù)結(jié)晶形態(tài)不同,將天然石墨分為三類。1.致密結(jié)晶狀石墨
致密結(jié)晶狀石墨又叫塊狀石墨。此類石墨結(jié)晶明顯晶體肉眼可見。顆粒直徑大于0.1毫米。晶體排列雜亂無章,呈致密塊狀構(gòu)造。這種:石墨的特點(diǎn)是品位很高,一般含碳量為60~65%,有時(shí)達(dá)80~98%,但其可塑性和滑膩性不如鱗片石墨好。
2.鱗片石墨
石墨晶體呈鱗片狀;這是在高強(qiáng)度的壓力下變質(zhì)而成的,有大鱗片和細(xì)鱗片之分。此類石墨礦石的特點(diǎn)是品位不高,一般在2~3%,或100~25%之間。是自然界中可浮性最好的礦石之一,經(jīng)過多磨多選可得高品位石墨精礦。這類石墨的可浮性、潤滑性、可塑性均比其他類型石墨優(yōu)越;因此它的工業(yè)價(jià)值最大。
3.隱晶質(zhì)石墨
隱品質(zhì)石墨又稱非晶質(zhì)石墨或土狀石墨,這種石墨的晶體直徑一般小于1微米,是微晶石墨的集合體,只有在電子顯微鏡下才能見到晶形。此類石墨的特點(diǎn)是表面呈土狀,缺乏光澤,潤滑性也差。品位較高。一般的60~80%。少數(shù)高達(dá)90%以上。礦石可選性較差。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨由于其特殊結(jié)構(gòu),而具有如下特殊性質(zhì):1)耐高溫型:石墨的熔點(diǎn)為3850±50℃,沸點(diǎn)為4250℃,即使經(jīng)超高溫電弧灼燒,重量的損失很小,熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng),在2000℃時(shí),石墨強(qiáng)度提高一倍。
2)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性:石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度升高而降低,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。
3)潤滑性:石墨的潤滑性能取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,潤滑性能越好。
4)化學(xué)穩(wěn)定性:石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕。
5)可塑性:石墨的韌性好,可年成很薄的薄片。
6)抗熱震性:石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞,溫度突變時(shí),石墨的體積變化不大,不會(huì)產(chǎn)生裂紋。--爐料事業(yè)部煤焦組
主要用途:石墨在工業(yè)上用途很廣,用于制作冶煉上的高溫坩堝、機(jī)械工業(yè)的潤滑劑、制作電極和鉛筆芯;廣泛用于冶金工業(yè)的高級(jí)耐火材料與涂料、軍事工業(yè)火工材料安定劑、輕工業(yè)的鉛筆芯、電氣工業(yè)的碳刷、電池工業(yè)的電極、化肥工業(yè)催化劑等。鱗片石墨經(jīng)過深加工,又可生產(chǎn)出石墨乳、石墨密封材料與復(fù)合材料、石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術(shù)產(chǎn)品,成為各個(gè)工業(yè)部門的重要非金屬礦物原料--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨新用途:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)石墨也開發(fā)了許多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨又稱膨脹石墨,是年代開發(fā)的一種新的石墨制品。年美國研究成功柔性石墨密封材料,解決了原子能閥門泄漏問題,隨后德、日、法也開始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨所具有的特性外,還具有特殊的柔性和彈性。因此,是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域。國際市場(chǎng)需求量逐年增長。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨粉里“飛”出金剛石提起鉆石,人們就會(huì)聯(lián)想到光彩奪目、閃爍耀眼的情景,它隨著擁有者的活動(dòng)而光芒四射。但因它的昂貴價(jià)格,大多數(shù)人只能望而卻步。盡管如此,人們對(duì)鉆石還是很向往的。你知道鉆石是什么嗎?它的化學(xué)成分是碳(C),天然的鉆石是由金剛石經(jīng)過琢磨后才能稱之謂“鉆石”。天然的鉆石是非常稀少的,世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的鉆石只有2粒,400克拉以上的鉆石只有多粒,我國迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的金剛石重158.786克拉,這就是“常林鉆石”。物以稀為貴,正因?yàn)榭勺觥般@石“用的天然金剛石很罕見,人們就想“人造“金剛石來代替它,這就自然地想到了金剛石的“孿生“兄弟--石墨了。金剛石和石墨的化學(xué)成分都是碳(C),稱“同素異形體”。從這種稱呼可以知道它們具有相同的“質(zhì)”,但“形”或“性”卻不同,且有天壤之別,金剛石是目前最硬的物質(zhì),而石墨卻是最軟的物質(zhì)之一。石墨和金剛石的硬度差別如此之大,但人們還是希望能用人工合成方法來獲取金剛石,因?yàn)樽匀唤缰惺?碳)藏量是很豐富的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那樣排列的碳,不是那么容易的。石墨在5-6萬大氣壓((5-6)×103MPa)及攝氏1000至2000度高溫下,再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑,可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。--爐料事業(yè)部煤焦組
目前世界上已有十幾個(gè)國家(包括我國)均合成出了金剛石。但這種金剛石因?yàn)轭w粒很細(xì),主要用途是做磨料,用于切削和地質(zhì)、石油的鉆井用的鉆頭。當(dāng)前,世界金剛石的消費(fèi)中,80%的人造金剛石主要是用于工業(yè),它的產(chǎn)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過天然金剛石的產(chǎn)量。
最初合成的金剛石顆粒呈黑色,0.5mm大小,重約0.1克拉(用于寶石的金剛石一般最小不能小于0.1克拉)?,F(xiàn)在我國研制的大顆粒金剛石達(dá)3mm以上,美國、日本等已制成6.1克拉多的金剛石。我們說金剛石已從石墨中“飛”出,寶石級(jí)的人造金剛石也會(huì)在不久的將來供應(yīng)于市場(chǎng)。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨電極石墨電極,主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對(duì)爐料進(jìn)行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標(biāo)高低,可分為普通功率、高功率和超高功率。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨電極包括:(1)普通功率石墨電極允許使用電流密度低于
17A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。(2)抗氧化涂層石墨電極表面涂覆一層抗氧化保護(hù)層(石墨電極抗氧化劑)的石墨電極。形成既能導(dǎo)電又耐高溫氧化的保護(hù)層,降低煉鋼時(shí)的電極消耗(19%~50%),延長電極的使用壽命(22%~60%),降低電極的電能消耗。這項(xiàng)技術(shù)的推廣使用可以帶來這樣的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效應(yīng):①石墨電極單位消耗的較少,生產(chǎn)成本有一定的降低。例如某煉鋼廠,按全年未發(fā)生停產(chǎn)一級(jí)LF精煉爐每周35根石墨電極左右,精煉處理165爐的消耗量計(jì)算,采用石墨電極抗氧化技術(shù)后,每年可節(jié)省373根(153噸)電極,每年每噸超高功率電極16,900元人民幣計(jì)算,可節(jié)省258.57萬元人民幣。②石墨電極所耗電能的較少,節(jié)約的單位煉鋼電消耗量,節(jié)約了生產(chǎn)成本,節(jié)能?、塾捎谑姌O換次數(shù)較少,就較少了操作工人勞動(dòng)量和危險(xiǎn)系數(shù),提高了生產(chǎn)效率。
--爐料事業(yè)部煤焦組
④石墨電極是高消耗和高污染產(chǎn)品,在節(jié)能減排環(huán)保提倡的幾天,具有非常重要的社會(huì)意義。
這種技術(shù)在國內(nèi)尚處于研究開發(fā)階段,也有些國內(nèi)廠家也開始生產(chǎn)。在日本等發(fā)達(dá)國家有得到比較廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)也出現(xiàn)了專門進(jìn)口這中抗氧化保護(hù)涂層的公司。(3)高功率石墨電極。允許使用電流密度為18~25A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼的高功率電弧爐。(4)超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于
25A/厘米
2的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。--爐料事業(yè)部煤焦組
石墨電極的優(yōu)點(diǎn)注:電火花加工用石墨電極,也稱為銅公
1:模具幾何形狀的日益復(fù)雜化以及產(chǎn)品應(yīng)用的多元化導(dǎo)致對(duì)火花機(jī)的放電精確度要求越來越高。石墨電極的優(yōu)點(diǎn)是加工較容易,放電加工去除率高,石墨損耗小,因此,部分群基火花機(jī)客戶放棄了銅電極而改用石墨電極。另外,有些特殊形狀的電極無法用銅制造,但石墨則較容易成型,而且銅電極較重,不適合加工大電極,這些因素都造成部分群基火花機(jī)客戶應(yīng)用石墨電極。2:石墨電極較容易加工,且加工速度明顯快于銅電極。3:石墨電極與傳統(tǒng)銅電極的設(shè)計(jì)不同。石墨具有以下銅無法比擬的優(yōu)質(zhì)特性:加工速度:高速銑粗加工較銅塊3倍;高速銑精加工較銅塊5倍可加工性好,能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何造型重量輕,密度不足銅的1/4,電極容易夾持可減少單個(gè)電極的數(shù)量,因?yàn)榭衫壸龀山M合電極熱穩(wěn)定性好,不變形無加工毛刺--爐料事業(yè)部煤焦組
針狀焦篇--爐料事業(yè)部煤焦組
什么是針狀焦?針狀焦是炭素材料中大力發(fā)展的一個(gè)優(yōu)質(zhì)品種,其外觀為銀灰色、有金屬光澤的多孔固體,其結(jié)構(gòu)具有明顯流動(dòng)紋理,孔大而少且略呈橢圓形,顆粒有較大的長寬比,有如纖維狀或針狀的紋理走向,摸之有潤滑感,是生產(chǎn)超高功率電極、特種炭素材料、炭纖維及其復(fù)合材料等高端炭素制品的原料。根據(jù)生產(chǎn)原料的不同,針狀焦可分為油系針狀焦和煤系針狀焦兩種。以石油渣油為原料生產(chǎn)的針狀焦為油系針狀焦;以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產(chǎn)的針狀焦為煤系針狀焦。--爐料事業(yè)部煤焦組
針狀焦用途針狀焦是制造高功率和超高功率電極的優(yōu)質(zhì)材料,用針狀焦制成的石墨電極具有耐熱沖擊性能強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優(yōu)點(diǎn)。目前生產(chǎn)的針狀焦根據(jù)使用的原料可分為石油系和煤系兩類。石油系以美國為代表,煤系則以日本為代表。日本的三菱化成和新日化公司的生產(chǎn)裝置于20世紀(jì)70年代末和80年代初投產(chǎn)。美國大湖炭素公司卻在1950年首先開發(fā)成功。1964年美國聯(lián)合碳化物公司成功地以針狀焦為原料制造出超高功率電極。據(jù)最新統(tǒng)計(jì),國內(nèi)高功率和超高功率電極的需求量為6~10萬t/a,相應(yīng)的針狀焦需要量為6~12萬t/a。目前,因進(jìn)口的針狀焦數(shù)量有限,錦州石化公司的產(chǎn)量也只有3萬t/a。因此國內(nèi)超高功率電極的產(chǎn)量只好由針狀焦的數(shù)量來決定。--爐料事業(yè)部煤焦組
針狀焦生產(chǎn)工藝煤系針狀焦的生產(chǎn)工藝技術(shù)主要有如下4種。(1)真空蒸餾法。1971年美國LCI公司首先提出用真空分離法從煤焦油瀝青內(nèi)分離出針狀焦,并申請(qǐng)了美國專利,核心技術(shù)是通過真空蒸餾切取適合生產(chǎn)針狀焦的原料,工藝較簡單,且針狀焦的收率低。(2)溶劑萃取法。1981年LCI公司用溶劑處理方法除去瀝青中的喹啉不溶物(QI)成分的方法申請(qǐng)了美國專利。即先用助聚劑液體使QI凝聚,凝聚體在重力沉降器內(nèi)被分離
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