针状焦生产论文
针状焦的制备与应用研究进展
针状焦的制备与应用研究进展
关 磊１ ꎬ张力嫱１ ꎬ张宇航１ ꎬ张 娜２
(１. 辽宁石油化工大学化学与材料科学学院ꎬ抚顺 １１３００１ꎻ２. 抚顺职业技术学院化学工程系ꎬ抚顺 １１３１２２)
摘要:针状焦是化工工业的重要原料之一ꎬ人造石墨的一种ꎬ具有流动纹理ꎬ椭圆形多孔结构ꎬ是制备高功率电极ꎬ
特种炭素材料及其复合材料的原材料ꎮ 因此ꎬ针状焦的制备以及应用研究迅速成为人造石墨研究领域的热点之
一ꎮ 针状焦分为油系和煤系两类ꎮ 制备过程受多种因素影响ꎮ 综述了针状焦的制备和应用的研究现状ꎬ讨论了该
研究领域亟待解决的困难和未来的发展前景ꎮ
关键词:针状焦ꎻ 制备ꎻ 应用ꎻ 进展
中图分类号:ＴＱ１６５
Hale Waihona Puke 文献标识码:Ａ 文章编号:１００１￣１６２５(２０１８)０９￣２８５７￣０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｅｄｌｅ Ｃｏｋｅ
１ 引 言
针状焦是一种重要的炭素材料ꎬ外表为银灰色ꎬ金属光泽的多孔人造石墨ꎮ 具有椭圆形孔结构ꎬ颗粒具 有针状的纹理ꎮ 针状焦具有较小热膨胀系数ꎬ较低的电阻率ꎬ并且耐热冲击性和抗氧化性强等特点ꎬ是制备 特种炭素材料及其复合材料、超高功率电极的原料[１￣３] ꎮ 根据生产原料的不同将针状焦分为两大类ꎬ一类是 以重油为生产原料的为油系针状焦ꎻ另一类是以煤焦油、沥青及其重要馏分为原料的为煤系针状焦[４￣５] ꎮ 在 制备的过程中ꎬ可以添加物理扰动来提高反应产率和引发化学反应ꎬ已经形成新的研究方向ꎮ 物理扰动包 括ꎬ添加磁场和超声波震荡等ꎮ 可以有效的控制形成针状焦化学反应的进程和速率[６￣７] ꎮ 磁场取向能够改善 产物的性能和方向性ꎬ减小结晶临界尺寸ꎮ 同时ꎬ原料的种类以及中间相的结构、压力、温度、保温时间等因 素也是重要的影响因素[８￣９] ꎮ 合成得到的结构如图 １ 所示ꎮ
煤焦油制备针状焦的技术研究
煤焦油制备针状焦的技术研究一、煤焦油制备针状焦的工艺流程1、煤炭粉碎：首先对原始煤炭进行破碎，将煤炭破碎成较小颗粒的煤粉，以便后续的焦化过程。
2、煤粉干燥：将破碎后的煤粉进行干燥处理，去除煤粉中的水分，以提高后续煤焦油制备的效率。
3、煤粉预热：将干燥后的煤粉进行预热处理，使其达到适合炼焦的温度。
4、煤粉焦化：将预热后的煤粉送入焦炉进行焦化，产生煤焦油和焦炭。
5、煤焦油提取：对焦炉产生的煤焦油进行提取和精制处理，得到纯净的煤焦油产品。
6、针状焦制备：通过特殊的加工技术，将煤焦油转化为针状焦产品。
1、煤焦油提取技术：煤焦油的提取是制备针状焦的关键环节之一。
目前常用的煤焦油提取技术包括萃取法、蒸馏法和萃取-蒸馏结合法。
这些方法可以有效提取煤焦油中的有用成分，为后续的针状焦制备提供原料保障。
2、针状焦加工技术：针状焦的形成需要通过特殊的加工技术来实现。
目前常用的针状焦加工技术包括真空渗透法、沥青质改性法和高温处理法等。
这些技术可以使煤焦油中的有机物质聚合成为针状结构，提高针状焦的质量和热值。
3、煤焦油纯化技术：煤焦油中含有大量的杂质和不纯物质，需要进行纯化处理才能制备高质量的针状焦。
目前常用的煤焦油纯化技术包括溶剂萃取法、物理吸附法和化学处理法等。
这些技术可以有效去除煤焦油中的杂质和微量金属，提高煤焦油的纯度和稳定性。
1、绿色环保：随着环保意识的增强，煤焦油制备针状焦的技术将朝着清洁高效的方向发展。
未来将重点研究煤焦油的提取、加工和纯化技术，减少环境污染，实现绿色生产。
2、高效节能：未来煤焦油制备针状焦的技术将更加注重节能和高效。
通过优化工艺流程和改进设备技术，提高生产效率，降低能源消耗，实现资源的最大化利用。
3、产品多样化：未来煤焦油制备针状焦的技术将提高产品的多样化和附加值。
同时研发新型的针状焦产品，满足不同行业的需求，拓展市场空间。
煤焦油制备针状焦的技术研究对于我国的能源结构调整和节能减排具有重要的意义。
针状焦生产的运用分析
针状焦生产的运用分析摘要：分析针状焦成焦机理和产品特点，结合生产情况，提出生产针状焦所需的原料来源及生产方案。
关键词：针装焦生产1前言重油深度加工是合理利用石油资源的重要途径。
为了适应轻质燃料油的需求增长和原油的重质化，提高原料的掺渣比，某些催化裂化(FCC)装置直接加工常压渣油，还有一些FCC装置开始掺炼减压渣油。
原料变重使装置结焦和结垢，不能正常运行，而外甩油浆是解决这一矛盾、维持装置热平衡的办法，从而被许多炼油厂采用。
随着原料不断重质化，油浆的产量也将进一步增加。
目前，国内的催化油浆一般作为廉价的重质燃料油出厂。
近年来，对催化裂化油浆性质及其合理利用技术进行了大量研究。
这些研究主要涉及将催化油浆与炼油工艺组合以合理利用催化裂化油浆，或是根据催化裂化油浆的组成上的特征进行生产化工产品的利用技术研究，以取得催化油浆高附加值的产品，确定油浆深加工方案。
由于油浆中含有30％～50％的饱和烃，这部分饱和烃又是优质的催化裂化原料；同时油浆中的芳烃达50％以上，芳烃是一种极有价值的化工产品，能够进一步深加工生产附加值较高的产品，产品用途广泛，市场前景广阔。
因此催化油浆作为廉价的重质燃料油烧掉是非常可惜的，对其开发利用，将会给炼油企业带来良好的经济效益。
我厂也存在类似的问题。
我厂二套催化裂化能力为200万吨／年，外甩油浆共为10～15万吨／年，一般作为廉价的2#燃料油外卖(目前的价钱约3000元/吨)，且催化油浆中含有约1％的催化剂粉末，这些粉末是不能燃烧的硅酸盐，它几乎全部粘附在炉膛中、管壁上，造成传热效果变差。
随我厂明年800万吨/年炼油扩改项目的实施，届时二套焦化装置合计处理能力可达220万吨/年，最大可达260万吨/年，相应在一段较长时间的过渡阶段会出现焦化加工能力过剩的情况，而我厂催化分馏塔底油浆和焦化装置重蜡油的出路问题一直以来就有争议。
通过分析与测算，将催化油浆掺入减底渣油做为焦化原料进行普通石油焦生产从经济效益上来说是不划算的【1】，因此针状焦的生产也是我厂在随后的生产中一个较好的选择。
煤焦油制备针状焦的技术研究
煤焦油制备针状焦的技术研究煤焦油是一种重要的化学原料，其制备针状焦具有广泛的应用前景。
本文将对煤焦油制备针状焦的技术进行研究。
一、概述针状焦是一种高纯度、高强度、高密度、高导电性的石墨材料，被广泛应用于电池极材料、电解质、催化剂、高温耐蚀材料等领域。
目前，针状焦的主要生产方法是石油针状焦，但其生产成本较高，利润也不高。
煤焦油是煤炭加工过程中的副产品，其含有丰富的各种化学物质和多种碳块。
因此，利用煤焦油制备针状焦是一种成本较低的方法。
二、制备路线利用煤焦油制备针状焦的基本路线如下：煤焦油预处理→净化→催化裂解→分离→石墨化处理→针状焦制备1.煤焦油预处理煤焦油从煤气中分离出来后，其中含有大量杂质、硫、氮、氧等成分，需要进行预处理。
首先将煤焦油在低温下进行过滤和沉淀，去除其中的固体杂质。
然后通过加热、蒸发等方式将其净化，去除其中的杂质和氧化物，得到较为纯净的煤焦油。
2.催化裂解将净化后的煤焦油进行催化裂解，在高温下通过热解将其分解成较小的分子，并释放出大量的碳质物质。
催化裂解过程中加入催化剂，可以增加裂解产物的碳含量和层结构，提高产物质量和纯度。
3.分离通过分离工艺，将催化裂解产物中的针状碳分离出来，去除其中的杂质和未碳化的物质。
4.石墨化处理将分离出的针状碳进行石墨化处理，通过化学气相沉积等方法，形成具有规则形状和结晶度的石墨结构，提高其导电性和强度。
5.针状焦制备最后将经过石墨化处理的针状碳进行碳化反应，制备成针状焦。
制备过程需要控制温度、时间、气氛等因素，确保产物质量和形状。
三、优化方法为了提高煤焦油制备针状焦的效率和质量，有以下优化方法可供选择：1.催化剂的优化催化剂是影响催化裂解效果的关键因素之一。
优化催化剂的选择和配方，可以提高裂解产物的质量和纯度。
目前常用的催化剂包括纳米颗粒、金属催化剂等。
石墨化处理是制备针状焦的关键步骤，其质量和效果直接影响产物的电性和机械性能。
优化石墨化处理的工艺和方法，可以形成更为规则和均匀的石墨结构，提高产物的品质。
针状焦技术的研究进展
针状焦技术的研究进展摘要：作为新型碳材料之一的针状焦，伴随着研究炭质中间相的脚步发展而起，其主要依据液相碳化理论为基础。
因此，本文主要介绍针状焦自身发展过程、制备时所需原料与种类、针对生产过程提出主要问题并研究新的进展。
关键词：针状焦；发展历程；原料与种类；进展0 前言针状焦凭借其自身具有膨胀系数低、石墨化性能较好的优势，成为了炭焦工业的重要原材料之一。
针状焦外形在遭受到碰撞破碎之后呈现出特定的针状结构，在显微镜观察下更是呈现出了非常明显的纤维状结构以及具有高度的各向异性。
因此，不仅大量用于我国各类工业领域，在国防技术领域应用尤为深远。
1 针状焦发展历程早在1950年前，由学者Great Lake Carbcn Corp首先针对针状焦进行大量研究，并且成功制备除石油系针状焦。
而在1968年，随着碳质中间相理论不断完善，关于针状焦制备技术的也得到了快速的发展，并且在同年，油系针状焦以及煤系针状焦得到了正式投入生产的机会。
此后，针状焦的国际市场主要由美国垄断了80%。
而在上个世纪的80年代初，国内众多学者也对此展开研究，并且在1985年，完善了油针状焦的生产方案，在此期间也探究了针状焦的成焦机理，进一步优化了焦化工艺，并且随之建立起一套相应的测试方案。
而这项技术也在抚顺公司石油二厂以及大庆石化总厂，正式投入到工业生产当中。
也在这一段时间，部分学者也开始着手研究针状焦的应用领域，并且将其作为原料制备高功率石墨电极。
在针状焦制备工艺的完善后，我国至1993年为止，开发出了其他几种原料制备针状焦的方案，在此基础上进一步完善了工艺。
1995年末，针状焦以100kt/a投入到了我国锦州石化公司中进行生产装置投产，成功突破了以往针状焦不能在工业上连续生产的屏障。
于2003年，根据已有的数据表明，针状焦每年在高功率电极以及超高功率电极方面的消耗率高达8-10万t，国内许多炭素厂家为降低成本而使用油系针状焦代替进口针状焦的状况，因此，也促成了国内外研制开发针状焦的步伐。
针状焦的生产与应用
针状焦的生产与应用目前，全球每年针状焦产量月为120万吨左右，其中石油系针状焦主要由美国、英国、日本等国生产，煤系针状焦生产以日本为主，日本已形成油洗、煤系针状焦共存的局面。
我国每年的针状焦产量只有5吨。
由于国内针状焦产量不足，我国每年要大量进口高价针状焦，预计今年我国针状焦需求量将超过30万吨，2010年需求量将达到40万吨，我国针状焦需求量80%～90%依赖进口。
电炉炼钢大型化和全球电炉炼钢产量增长速度加快，使得超高功率电极用量增加，针状焦需求量随之必然增加。
要有效缓解我国针状焦生产的被动局面，减少进口成本，促进电弧炉炼钢的发展，我国急需加大对针状焦生产技术和引进技术的研究开发力度，提高我国针状焦生产技术水平，扩大生产量1 针状焦的特性及工艺针状焦是制造超高功率电极的骨料，应用于超高功率电炉炼钢生产中。
超高功率电炉炼钢，须使用超高功率电极（UHP）,以针状焦为原料生产UHP最佳，但要求原料沥青中喹啉不溶物（QI）含量小于6%，甲苯不容物（TI）含量在24%～26%。
电炉使用由针状焦制造的超高功率电极和使用普通相比，前者可缩短冶炼时间30%，吨钢耗电可节省50%，生产能力可增加1.3倍，同时消耗电极较少。
国外电炉炼钢超高功率电极消耗情况：俄罗斯生产碳素钢和高合金钢企业石墨电极单耗3.7千克/吨钢；日本为5.2千克/吨钢；瑞典为6.7千克～7.2千克/吨钢。
全球石墨电极产量的2/3消耗于电炉炼钢中。
针状焦具有电阻率小、热膨胀系数小、耐冲击性能强、机械强度高、抗氧化性能好、消耗低等优点。
沥青针状焦在外观上和普通沥青焦不同。
普通沥青焦与焦炭形状类似，气孔率可达50%；沥青针状焦为针状结晶，呈纤维流线状结构，其特点是膨胀系数小、比电阻小、假密度大（气孔率小）、真密度大、反应性小、容易石墨化等。
针状焦生产主要采用延迟焦化生产工艺，由美国标准油公司于1931年开发成功，最初用于从低品味的石油重油制取轻质油和石油焦。
_大庆原料油生产针状石油焦的探讨
1前 言 延迟焦化是我国采用最广泛的渣油深加
工装置之一 , 产品主要是普通石油焦 。而电炉 炼钢工业生产所用超高功率石墨电极和高功 率电极的主要原料则是针状石油焦 (简称针 状焦), 属高附加值产品 。据冶金部统计 , 我国 每年需 进口 7 000 ～ 8 000 t 针状焦 , 预计 2000 年需进口 4 ～ 5 万 t 。如果每吨进口针状 焦以 400 美元计算 , 则需支付 280 ～ 320 万美 元 。根据国内市场需求和现有资源情况 , 有必 要对生产针状焦的原料进行可行性分析 , 尽 快开展针状焦 生产工艺 的进一步 研究和探 讨 , 组织生产针状焦 , 增加企业经济效益 , 满 足社会需要 。 2 国内外石油焦质量标准及生产概况
表 2 大庆针状焦 、石墨舵坯焦实物质量与产量
项目
1982年 1986 年19 91年 1992年 1994年 针状焦 针状焦 石墨舵 石墨舵 石墨舵
(四塔)
挥发分/%
7 .3 10 .1 8.8 9.2 10 .3
灰分/%
0 .06 0.05 0 .06 0 .06 0 .07
硫分/%
0.323 0.256 0 .369 0.339 0.323
硫/%
0 .2
0.5
0.5
1 .2
3 .3 国内生产普通焦的情况 目前 , 国内石油焦原料油性质见表 5 。
针状焦的研究进展
针状焦的研究进展摘要：文章介绍了国内外针状焦生产现状，针状焦的生成机理，生产技术进展及典型工艺。
认为拓宽针状焦原料来源是针状焦研究的重点。
关键词：针状焦煤系针状焦油系针状焦延迟焦化针状焦是制造超高功率电极、特种炭素材料、炭纤维及其复合材料等高端炭素制品的优质材料，具有具有电阻率小、热膨胀系数低、石墨化性能好、机械强度高、抗氧化性能好、消耗低等优点[1]。
在国防工业和民用工业中，有其特殊用途和重要意义。
其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感。
其按原料不同分为油系和煤系两种。
以石油重油为原料生产的针状焦为油系, 以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。
两种针状焦生产工艺不完全相同,但用途基本相同。
1 针状焦国内外生产现状[2]全世界针状焦产能在100万吨左右，生产企业只有7家，集中在美国、英国、日本等几个国家。
石油系以美国为代表，煤系针状焦目前仅日本三菱和新日铁掌握其生产技术，且技术高度保密。
全世界7家针状焦生产企业中，有四家在日本，目前，国外针状焦主要生产公司及其生产能力见表1。
其中油系针状焦占产量的60%。
表1 国外针状焦主要生产企业及生产能力企业名称设计能力，（万t/a）原料来源ConocoINC(英国HUMBER工厂) 23 油系ConocoINC(美国休斯顿工厂) 14 油系美国炭/石墨集团海波针状焦公司14 油系日本兴亚株式会社（KOA）8 油系日本水岛制油所7 油系日本新日铁化学株式会社14 煤系三菱化学株式会社 6 煤系我国针状焦产品长期依赖进口。
国家从“六五”期间起将针状焦列为国家重点科技攻关项目。
20世纪80年代，石油科学研究院先后探明了成焦机理、选择了原料、确定了新的焦化工艺、建立了新的测试方法利用催化裂化澄清油和重循环油抽出芳烃为原料，在延迟焦化装置上成功地进行了工业试验。
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第一章绪论1．1．1针状焦的生产及应用历史针状焦是一种新型炭材料，是石油沥青或煤沥青的炭化产物之一。
1950年美国大湖炭素公司首先发明了石油系针状焦，1956年美国太湖炭素公司首先用延迟焦化法生产石油系针状焦，1957年用煤系脱QI沥青制备针状焦。
1964年以后，在炭质中间相理论迅速发展的同时，该技术的应用研究也得到很快发展：日本KOA(石油焦公司)的石油系针状焦(1968年)，新日铁化学株式会社煤系针状焦(1969年)、美国UCAR公司A240油系针状焦(1977年)，日本三菱化成煤系针状焦(1979年)，日本水岛石油公司(中间相沥青炭纤维转向)(1982年)，德国SGL公司油系针状焦(1984年)，1990年日本三菱化成倾析法(或称之为芳族溶剂～脂肪族溶剂的三元平衡)煤系针状焦等相继研究成功并正式投入生产【11。
自1969年超高功率电炉冶炼技术问世后，由于高功率电极(HP)和超高功率电极(UHP)在冶炼工业中可提高冶炼效率3倍多，节约电耗30％和电极消耗降低30％，并改善劳动条件，减少污染而得以广泛应用，作为HP和UHP主要原料的针状焦生产迅速发展。
世界上每年生产出上10亿吨的钢铁以满足社会快速发展的需要[21，如此巨大的钢铁消费直接导致了大量废钢的出现和回收，电弧炉主要就是为了回收废钢应运而生的，电弧炉的运行条件非常苛刻，要求高性能的石墨电极才能安全运行较长周期，从而减少电炉钢的制造费用，应该说电炉炼钢技术的飞跃发展首先得助于针状焦生产技术。
但针状焦的生产技术却一直高度保密。
如前所述，现代社会冶金工业所需要的HP、UHP以及宇航工业所需要的热结构材料，要求其本身具备高比强度、高比模量、高抗震性、耐烧蚀、高导电、热膨胀系数小和耐化学腐蚀等一些性能，针状焦在国际上先进国家中就是根据这些性能应运而生【21，我国尽管在80年代已起步研究针状焦，但由于种种原因，特别是对前驱体的研究不透(可以说是研究路线有偏差)，直到目前为止，尚无针状焦产品。
所谓生产的针状焦仅能作普通电极骨料用，HP和UHP用针状焦仍需进口。
目前，国外生产针状焦的厂家主要有【3】：美国大陆石油公司、美国大湖炭素公司、日本兴亚、大三洋、住友、日本水岛石油公司、日本三菱化成(3×104吨／年煤沥青针状焦)、第一章绪论新日铁(5x104吨／年煤沥青针状焦)；此外，美国联合碳化物公司、壳牌公司和俄罗斯、英国、德国SGL也生产针状焦。
1997年全世界针状焦生产能力约90x104～100x104吨／年(其中煤系针状焦生产能力约100x104吨／年)，产量约为80×104吨(其中煤系针状焦产量约7x104吨)。
2000年，全球针状焦总产量为120x104吨／年，80％的产量都集中在美国和日本等少数几个国家。
我国1995年石墨电极产量21．5x104吨，1996年23．1×104吨，1997年24．4x104吨(其中UHP仅为5．1x104吨，HP)k35．8x104吨)，2000年26x104吨(其中HP为7．0x104吨，UHP为4．0x104吨)，呈递增趋势。
2005年年耗约31．0x104吨，其中HP、UHP生产年耗用的针状焦约为10x104～16x104吨。
此外，我国每年还需进ElHP9．0x104～15．0x104吨。
目前，我国炭素行业已基本掌握了UHP生产制造技术，原料针状焦却主要依赖进口，我国的针状焦生产也期待实现国产化。
世界市场上，可用于HP生产的针状焦价格约为$1300美元7吨，而用于UHP的针状焦价格却达$1500美元／吨，电极进口价$4000．4800美元／吨。
目前，国内大部分Q500mm以上的大规格UHP和小部分HP靠进1：3解决，年进口约0．4x104～O．5x104吨【4l。
我国目前针状焦的生产现状是由针状焦的生产水平所决定的。
国内针状焦生产企业主要包括山东兖州矿务局(煤系／转产)、辽宁鞍山沿海化工(油系／煤系／停产)、辽宁锦州石化(油系／生产)、安徽安庆石化(油系／停产)、山东海化集团(油系／转产)等5家，总生产能力约11x104吨／年。
目前除锦州石化外，其它生产厂家由于生产原料和技术原因，产品质量和产量都极不稳定，大都处于低档水平，产品只能用于生产普通功率电极，而生产大规格HP和UHP所需要的大量针状焦绝大部分依赖进口。
目前国内只有锦卅I石化引进北京石油化工科学技术研究院(简称石科院)的技术并经过10年的探索与改造，针状焦产品达到了中档水平，可以用来生产部分中等规格的HP和UHP，但比照进口产品，质量还存在差距。
2005年该公司生产装置已经完成了由1×104吨／年N3×104吨／年的扩能改造，经济效益显著。
山东海化集团也拟引进石油化工科学研究院的技术，对现有石油焦装置进行技术改造，建设2×104吨／年石油针状焦装置。
届时国内中档针状焦的产量有望达N5x104吨／年。
1．1．2国内针状焦质量技术现状由于针状焦的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良好，主要制成石墨电极应用于电弧炉炼钢中，超高功率电弧炉炼钢与普通功率电炉2中国石油大学(华东)博．上学位论文炼钢技术相比较，冶炼时间可缩短三分之一，吨钢电耗可减少一半【51。
针状焦以其低的热膨胀系数(CTE)，满足了高的抗热震性要求，又以其良好的导电性和惰性环境下的耐耗性能，使得针状焦在高功率和超高功率电极制造中得到广泛的应用。
目前，这些电极的骨料都是由针状焦构成，沥青用作电极的粘结剂。
经过备料、成型、焙烧、浸渍和石墨化五道工序制成。
但从国产石墨电极的应用情况看，目前国产针状焦在整体质量指标上还不及进口针状焦，包括以下几个方面【6。
7】：(1)为适应大规格高功率和超高功率石墨电极生产，需要增加大颗粒粒级的比例，一般8 mlil以上颗粒需达到30％以上。
(2)国产针状焦的强度有待于进一步提高，国产针状焦的热膨胀系数有待于进一步降低。
(3)针状焦的灰分及含硫量应进一步降低，消除电极裂纹，提高成品率。
(4)降低电阻率，提高阻燃性，降低电极消耗。
总之，国产针状焦在原料制备、成焦工艺控制、出焦方法改进和原料煅烧等多方面都有必要进一步改进，炭素制品生产厂应不断摸索使用国产针状焦的生产工艺，提高使用水平。
但是只要不断努力提高改进，国产针状焦是可以逐步替代进口针状焦的。
1．1．3研究目的及意义中国有丰富而多样的能源资源，能源总量位居世界前列【8】。
一次能源资源总储量约为4万亿吨标准煤，其中埋藏在1000米以内的煤炭资源总量为2．6万亿吨(保有储量1万亿吨)，原油储藏量为650亿吨，天然气25万亿立方米，已探明的石油和天然气占预测总储量的39％和24．6％。
但也应看到，世界各国在石油工业的发展过程中，都是先开采较易开采的、较轻的原油。
随着较轻原油资源的逐渐减少，不得不开始开采一些较难开采的重质原油，因此在世界产量中重质原油的份额正在逐渐增大，原油劣质化趋势明显加快，我国尤为如此，在开采的一亿七千万吨左右的原油中，重质原油的产量约达六七千万吨之巨，如何合理有效地利用如此大量的重质原油，提高资源利用效益是我国石油化工工业所面临的突出问题之一。
针状焦可用石油加工和煤焦油加工残余的重质馏分油来生产，如热裂化渣油、催化裂化澄清油、煤焦油沥青等，其富含短侧链、线型联接的多环(3～4环)芳烃【9】，是生产针状焦的优质原料。
生产优质针状焦是提高资源效益的重要途径之一。
为了满足市场轻质燃料油日益增长的需要和原料油重质化的现实，进一步提高重油深3第一章绪论度加工已成为必然，重油催化裂化(RFCC)也日益显得重要。
在原油加工过程中，为保持装置的长期稳定运转、装置热平衡及装置的处理量，就必然要外排部分油浆，主要是因为这部分油浆含有大量的芳烃，其在FCC装置中生成焦炭和气体，特别是其结焦和结垢严重影响装置的正常运行。
一般，油浆的产量约占催化裂化处理量的5．．010％[10]，可见其量之大，目前这部分油浆主要作为燃料油的调和油。
但这种利用油浆的方式相对来说效益较低，而且由于油浆中含有少量固体颗粒，易造成炉嘴结焦。
为提高炼油厂的效益，充分利用石油资源，有效利用催化裂化轻重两头(即小于C5的轻质组分和油浆)生产高附加值的化工产品就成为石油化工科研工作者的攻关目标。
油浆中含有大量芳烃，且多为2,---．6环结构(300～500℃馏分)，分子量分布窄，胶质沥青质含量低，灰分、硫、氮含量也较低，是生产针状焦产品的优质原料【11】。
由于这类油浆体系芳香度大，反应性低，经过适当处理后，可获得分子平面度大的中间相。
这种中间相可塑性较大，保持可塑性的温度区间较宽，易于获得各向异性的易石墨化的细纤维结构。
是制备优质针状焦的前躯体。
自从20世纪30年代中期美国开始成功地生产针状焦以来，由于制造针状焦的原料有特殊要求，和对生产技术的垄断，至今只有美国、日本、英国等少数国家才能生产针状焦，全世界针状焦的年产量也只有100多万吨。
目前世界上的炭素大国美国和日本，针状焦产量占世界的80％以上。
其中日本以生产煤系针状焦为主，美国以生产石油系针状焦为主。
经过研究者多年对美国生产工艺路线的考察和研究认为，生产优质石油针状焦的关键技术在于：一是原料的选择和预处理技术；二是中间相沥青的调制即中间相调控技术。
在世界上的炭素大国美国和日本，己不再是产业化问题，而是提高生产率、降低生产成本、开发适合于自动化生产的工程，并以这种中间相沥青为“原料平台”开发应用面更宽的炭材料系列，如超级石油针状焦、中间相沥青基炭纤维及更高性能的炭材料。
相继出现了多种中间相沥青的调制方法，进行各种各样的结构设计，它们的共同点都是使中间相沥青具有最大幅度的可溶性，以获得在针状焦制备中优良的可塑性能。
其中最著名的有R．J．Diefendorf的新中间相法，大谷杉郎的潜在中间相法，本田英昌和山田泰弘的预中间相法，持田勋的催化改质法、超酸法以及最新的重质渣油的超临界加氢法等。
不管用何种方法，有两点是一致的：(1)以美国A240沥青及其中间相为楷模，所有调制出的沥青和中间相皆与A240沥青及其中间相进行性能比较；(2)调制方法中对原料处理最含糊或保密，关键部分不泄露，A240路线更是如此。
我们利用大庆催化裂化油浆和乙烯焦油为原料，经过溶剂萃取分离，得到良好的富4中国石油大学(华东)博士学位论文芳烃原料，再经原料调制、加压热处理得到中间相沥青及针状焦。
整个实验室工艺简便、合理，结果令人满意。
通过3年多时间的深入研究，研制出的沥青类似于美A240沥青，性能优异。
在本工作热解条件下，己获得了优质中间相沥青和优质针状焦。
从催化油浆制取中间相沥青的实验室工艺条件稳定可靠，简单易行。