石墨模具焦化反應和焦炭的生成-偉名石墨

如果減壓渣油中芳烴的含量較少，膠質及瀝青質含量較多，焦化時主要生成蜂窩狀或海綿狀結構（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量。中國炭素廠將這種石油焦稱為優質焦，作為生產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的延遲焦質量比較舉例。

車生產針狀焦的原料為低硫、富含芳烴而少含瀝青質和膠質的渣油，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，因此可以用作生產針狀焦的原料。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量較好的針狀焦。

石墨模具焦化反應和焦炭的生成

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

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