石墨模具的焦化反應(yīng)是怎么生成的
石墨模具的焦化反應(yīng)是怎么生成的
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(shí)主要生成蜂窩狀或海綿狀結(jié)構(gòu)(也有少量的低級(jí)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(guó)炭素廠將這種石油焦稱(chēng)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(chē)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(rùn)滑油的抽出油等。中國(guó)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(guò)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(guò)焦化反應(yīng)到形成焦炭是一個(gè)極其復(fù)雜的熱分解和熱縮聚過(guò)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(jìn)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(huì)進(jìn)行縮聚反應(yīng),先生成稠環(huán)芳烴,進(jìn)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(jìn)行脫氫縮聚反應(yīng),多環(huán)芳烴在縮聚過(guò)程中增加了環(huán)平面的生長(zhǎng),同時(shí)在環(huán)平面層的垂直方向上成長(zhǎng)為許多重疊層,并發(fā)展為小球體,小球體進(jìn)一步熔并成長(zhǎng)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(lèi)的稠環(huán)芳烴,其環(huán)數(shù)超過(guò)5個(gè)以上,這類(lèi)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(lèi)及雜環(huán)化合物,不利于優(yōu)質(zhì)石油焦的形成。
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