石墨模具焦化反應(yīng)和焦炭的生成

石墨模具焦化反應(yīng)和焦炭的生成如果減壓渣油中芳烴的含量較少，膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量較多，焦化時主要生成蜂窩狀或海綿狀結(jié)構(gòu)（也有少量的低級針狀焦生成）熱裂化渣油與減壓渣油相比，芳烴含量較高，因此在減壓渣油中加入部分熱裂化渣油作為焦化原料，可以改善石油焦的質(zhì)量。中國炭素廠將這種石油焦稱為優(yōu)質(zhì)焦，作為生產(chǎn)高功率石墨模具的原料。大慶煉油廠減壓渣油和熱裂化渣油的特性比較舉例，這兩種渣油以不同比例混合后生產(chǎn)的延遲焦質(zhì)量比較舉例。

車生產(chǎn)針狀焦的原料為低硫、富含芳烴而少含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的渣油，如熱裂化渣油、催化澄清油、輕油裂解渣油、潤滑油的抽出油等。中國錦州石化公司煉油廠主要使用遼河油田的原油，該廠的催化裂化澄清油芳烴含量超過50％，而且基本不含瀝青質(zhì)，因此可以用作生產(chǎn)針狀焦的原料。大慶煉油廠、撫順煉油廠使用大慶原油得到的熱裂化渣油為原料也曾研制出質(zhì)量較好的針狀焦。

石墨模具焦化反應(yīng)和焦炭的生成

渣油在焦化塔內(nèi)經(jīng)過焦化反應(yīng)到形成焦炭是一個極其復(fù)雜的熱分解和熱縮聚過程，當(dāng)渣油打入焦化塔后在溫度的影響下，發(fā)生各種復(fù)雜的分解斷裂反應(yīng)、脫氫反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。主要反應(yīng)有:（1）烷烴及環(huán)烷烴主要進行由高分子烷烴分解為低分子烷烴、低分子環(huán)烷烴或烯烴。由于烷烴斷裂產(chǎn)生的部分環(huán)烷烴和烯烴也會進行縮聚反應(yīng)，先生成稠環(huán)芳烴，進一步形成高分子縮聚物，在更高溫度下生成焦炭。（2）芳烴化合物主要在側(cè)鏈上斷裂，但很難在芳環(huán)上發(fā)生斷裂，在高溫條件下，芳烴進行脫氫縮聚反應(yīng)，多環(huán)芳烴在縮聚過程中增加了環(huán)平面的生長，同時在環(huán)平面層的垂直方向上成長為許多重疊層，并發(fā)展為小球體，小球體進一步熔并成長為纖維狀結(jié)構(gòu)，最后成為焦炭，這種焦炭為不同質(zhì)量水平的針狀焦。（3）瀝青質(zhì)富含暈苯之類的稠環(huán)芳烴，其環(huán)數(shù)超過5個以上，這類芳烴在焦化溫度下發(fā)生難以控制的重排反應(yīng)，生成氫化芳烴，最終生成石墨模具性能較差的焦炭。（4）膠質(zhì)雖然也是以多環(huán)芳烴為主要成分，但富含酚類及雜環(huán)化合物，不利于優(yōu)質(zhì)石油焦的形成。

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