【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油焦，具体涉及一种煅烧石油焦及其制备方法和应用。
技术介绍
1、石油焦(petroleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦炭为形状不规则，大小不一的黑色块状(或颗粒)，有金属光泽，焦炭的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质(硫、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。
2、高密度煅烧石油焦主要用于电解铝的阳极材料，它的主要特征是低灰、低硫、高密度，氮、磷、铁等微量元素，要求控制这些微量元素在10-6%至10-5%之内，其各种质量指标均达到或超过了国外最好的同类产品。在所有的控制指标中，高密度煅烧石油焦对焦炭的含水率要求特别严格，往往要求控制在0.5%或0.3%以下。但质量合格的成品焦炭需经进一步破碎筛分后，分成不同的粒径以满足客户提出的粒度要求。由于焦炭几乎没有水分，所以在产品归堆、装车及转运过程中粉尘飞扬，污染严重，也对人体的健康有害。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种煅烧石油焦及其制备方法和应用，密度大大提高，沥青提高了煅烧石油焦的粘结性，间隙小，收缩应力小，抗碎强度大，稳定性好，质量均匀，成本较低，产品纯度高，具有低灰、低硫、高密度的特点，具有广阔的应用前景。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、本专利
4、作为本专利技术的进一步改进，包括以下步骤：
5、s1. 预处理：将石油焦、沥青经过破碎后，与cao和k2o混合球磨，加入酸搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，制得预处理料；
6、s2. 除尘脱硫剂的制备：将阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂加入大豆油中，搅拌混合均匀，制得除尘脱硫剂；
7、s3. 除尘脱硫：向预处理料中均匀喷洒除尘脱硫剂，加热搅拌反应，制得处理后的石油焦；
8、s4. 煅烧：将处理后的石油焦经过煅烧，制得煅烧石油焦；
9、s5. 整粒：对煅烧石油焦进行整粒，经过破碎、筛分处理，获得粒度小于10mm的煅烧石油焦。
10、作为本专利技术的进一步改进，步骤s1中所述球磨的时间为1-3h，所述搅拌反应的时间为20-30min，所述酸为盐酸或硫酸，酸的浓度为0.5-1.5mol/l；所述石油焦、沥青、cao和k2o的质量比为10-20:1-2:3-5:1.5-2.5。
11、作为本专利技术的进一步改进，步骤s2中所述阳离子表面活性剂选自2-十一烷基-n-羧甲基-n羟乙基咪唑啉、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种；所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠中的至少一种，所述阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、大豆油的质量比为7-10:3-5:100。
12、作为本专利技术的进一步改进，所述阳离子表面活性剂为2-十一烷基-n-羧甲基-n羟乙基咪唑啉；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
13、作为本专利技术的进一步改进，步骤s3中所述除尘脱硫剂的喷施量为0.05-0.1wt%，所述加热搅拌反应的温度为120-140℃，时间为1-2h。
14、作为本专利技术的进一步改进，步骤s4中所述煅烧的温度为1200-1300℃，时间为2-4h。
15、作为本专利技术的进一步改进，具体包括以下步骤：
16、s1. 预处理：将10-20重量份石油焦、1-2重量份沥青经过破碎后，与3-5重量份cao和1.5-2.5重量份k2o混合球磨1-3h，加入浓度为0.5-1.5mol/l的盐酸或硫酸搅拌反应20-30min，过滤，洗涤，干燥，制得预处理料；
17、s2. 除尘脱硫剂的制备：将7-10重量份2-十一烷基-n-羧甲基-n羟乙基咪唑啉、3-5重量份十二烷基苯磺酸钠加入100重量份大豆油中，搅拌混合均匀，制得除尘脱硫剂；
18、s3. 除尘脱硫：向预处理料中均匀喷洒除尘脱硫剂，喷施量为0.05-0.1wt%，加热至120-140℃，搅拌反应1-2h，制得处理后的石油焦；
19、s4. 煅烧：将处理后的石油焦加热至1200-1300℃，煅烧2-4h，制得煅烧石油焦；
20、s5. 整粒：对煅烧石油焦进行整粒，经过破碎、筛分处理，获得粒度小于10mm的煅烧石油焦。
21、本专利技术进一步保护一种上述的制备方法制得的煅烧石油焦。
22、本专利技术进一步保护一种上述的煅烧石油焦在制备电解铝的阳极材料中的应用。
23、本专利技术具有如下有益效果：
24、石油焦的价格较低，但是其含硫量高，大大限制了其应用。其中，硫主要以噻吩的形式存在于石油焦中，且分布在碳骨架和芳环内，结构稳定，难以脱除。煅烧石油焦主要用于电解铝的阳极材料，它的主要特征是低灰、低硫、。通常将石油焦与沥青混合后，破碎容易产生大量的扬灰，影响产品品质和工作作业环境。
25、本专利技术采用碱，包括氧化钙和氧化钾，与石油焦和沥青混合物进行混合球磨处理，使硫化物充分暴露，ca和k协同插层于石油焦中，调节石油焦的结构，疏松石油焦内部石墨微晶结构，提高硫化物与除尘脱硫剂的接触面积，有助于后续的脱硫处理。
26、本专利技术除尘脱硫剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和大豆油，避免了使用水作为除尘剂中水量难以控制，使得最终焦炭的水分含量超标等问题，同时，以大豆油作为溶剂，一方面在高温煅烧过程中能够挥发分解，阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂也在高温下能分解，不会影响最终产品的纯度，同时，对扬尘有很好的吸附效果。同时，阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂分别可以与扬尘表面的负电性位点、正电性位点相互吸引，从而提高湿润性和对扬尘的吸附率，起到了很好的除尘效果。
27、另外，该除尘脱硫剂中，阳离子表面活性剂2-十一烷基-n-羧甲基-n羟乙基咪唑啉能够与带有酸性的硫化物如二氧化硫很好的结合，形成稳定的化合物，同时，大豆油对噻吩等含硫有机物的溶解性好，在经过预处理后的预处理料中，能够大大提高了对硫的脱除效果。
28、本专利技术制得的煅烧石油焦的密度大大提高，沥青提高了煅烧石油焦的粘结性，间隙小，收缩应力小，抗碎强度大，稳定性好，质量均匀，成本较低，产品纯度高，具有低灰、低硫、高密度的特点，具有广阔的应用前景。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煅烧石油焦的制备方法，其特征在于，将石油焦、沥青经过破碎后，与CaO和K2O混合球磨，所述石油焦、沥青、CaO和K2O的质量比为10-20:1-2:3-5:1.5-2.5；产物与酸反应，所述酸为盐酸或硫酸，喷洒除尘脱硫剂，所述除尘脱硫剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂加入大豆油中搅拌混合均匀制得，加热搅拌反应，挥发，煅烧，整粒，制得煅烧石油焦。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述球磨的时间为1-3h，所述搅拌反应的时间为20-30min，所述酸为盐酸或硫酸，酸的浓度为0.5-1.5mol/L；所述石油焦、沥青、CaO和K2O的质量比为10-20:1-2:3-5:1.5-2.5。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述阳离子表面活性剂选自2-十一烷基-N-羧甲基-N羟乙基咪唑啉、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的至少一种；所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十四烷基苯磺酸钠
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为2-十一烷基-N-羧甲基-N羟乙基咪唑啉；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述除尘脱硫剂的喷施量为0.05-0.1wt%，所述加热搅拌反应的温度为120-140℃，时间为1-2h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述煅烧的温度为1200-1300℃，时间为2-4h。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的煅烧石油焦。
9.一种如权利要求8所述的煅烧石油焦在制备电解铝的阳极材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种煅烧石油焦的制备方法，其特征在于，将石油焦、沥青经过破碎后，与cao和k2o混合球磨，所述石油焦、沥青、cao和k2o的质量比为10-20:1-2:3-5:1.5-2.5；产物与酸反应，所述酸为盐酸或硫酸，喷洒除尘脱硫剂，所述除尘脱硫剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂加入大豆油中搅拌混合均匀制得，加热搅拌反应，挥发，煅烧，整粒，制得煅烧石油焦。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述球磨的时间为1-3h，所述搅拌反应的时间为20-30min，所述酸为盐酸或硫酸，酸的浓度为0.5-1.5mol/l；所述石油焦、沥青、cao和k2o的质量比为10-20:1-2:3-5:1.5-2.5。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述阳离子表面活性剂选自2-十一烷基-n-羧甲基-n羟乙基咪唑啉、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴伟，巴昊，郑以帖，
申请(专利权)人：山东汇宇新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。