焦炭、石油焦上下游

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1、焦炭、石油焦上下游简介 王冠宇,焦炭？ 石油焦？ 煅后石油焦？,什么是焦炭？,焦炭是以烟煤为主要原料，在隔绝空气条件下通过焦炉干馏（通常在950-1050温度下）得到的固体产物。,质地坚硬 多孔 银灰色 有不同粗细裂纹 固体块状,焦炭的外观,天然焦炭,天然焦炭，即“天然焦”。地下煤层受到岩浆侵入时，在高温的烘烤和岩浆中热液挥发气体等的影响下，受热干馏变形成了焦炭。地下煤层自燃，也可以形成天然焦炭。 天然焦炭，其颜色灰至深灰色，多孔隙，有时可呈六方柱状。与人工焦炭比较，体重大、气孔小、致密。 在我国，不少煤田产有天然焦，多用来作燃料,焦炭的包装,散装为主，属于大宗散装货物,PP编织袋袋状为辅,焦

2、炭质量评价,1、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07% 即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有 11% 来自矿石；3.5% 来自石灰石；82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加 0.1% ，焦炭使用量增加 1.8%，石灰石加入量增加3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低1.52.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于 1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于 0.40.7% 。 2焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.020.03% 以下。 3焦炭中的灰

3、分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是十分显著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加 22.5% 因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。 4焦炭中的挥发分：根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于 0.50.7%, 则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。 5焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使M04偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。 6焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为：对大焦炉（13002000 平方米）焦炭粒度大于 40 毫米；中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但

4、目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在4025 毫米为好。大于 80 毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。,其次用于铸造与铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的冶炼；,90%以上用于高炉炼铁；,焦炭的用途,少量用于制取电石、二硫化碳和元素磷等；,焦粉还用作烧结的燃料,焦炭,冶金焦,化工焦,电极焦,高炉焦,铸造焦,铁合金焦,铝阳焦,炭素焦,高强度低灰低硫焦,焦炭的用途分类,标的品种,焦炭在高炉中的作用,（1）热量来源: 高炉冶炼过程总热量的70%80%是由焦炭和煤粉燃烧提供，尽管喷煤技术广泛应用，但焦炭在冶炼中的主要地位没有改变，理论上最低焦比至少为2

5、50kg/t。 （2）还原作用: 间接还原：3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO3FeO+CO2 FeO+COFe+CO2 直接还原：FeO+COFe+CO2 CO2+C2CO FeO+COFe+CO,焦炭在高炉中的作用,（3）液铁渗碳剂： 冶炼得到的生铁含碳量一般在4.3%左右，在高炉炼铁过程中，焦炭中的碳会逐步渗透到生铁中，生铁渗碳消耗焦炭约7%10%。 （4）炉料的骨架作用： 焦炭在料柱中占1/31/2的体积，尤其是在高炉下部高温区只有焦炭是以固体状态存在，它对料柱起骨架作用，支撑着烧结矿、球团矿、天然块矿等炼铁原料，冶炼过程中高炉下部料柱的透气性几乎完全由焦炭来维持

6、，起到煤气的透气窗作用。,炼焦企业分布： 从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区,焦炭消耗分布,焦炭市场影响因素：焦炭价格波动的基本因素是市场供求关系，其他因素都是通过影响供求关系来影响价格的,市场供求关系 焦炭库存。库存分报告库存和非报告库存。报告库存又称“显性库存”，是指交易所库存。非报告库存，又称“隐性库存”,指全球范围内的生产商、贸易商和消费商手中持有的库存。 焦炭进出口 国家政策变化。随着节能减排工作的推进，政府关闭了很多小煤窑，煤炭供应依然会偏紧，所以煤价还会涨，煤价的上涨必然推动焦炭价格的上涨。国家进出口政策，尤其是关税政策是通过调整

7、商品的进出口成本从而控制某一商品的进出口量来平衡国内供求状况的重要手段。 产业发展趋势。生产成本 相关行业状况上游的主焦煤和炼焦配煤的资源短缺、国际石油价格的波动、钢铁行业的产能释放 宏观经济形势。焦炭是重要的工业原材料，其需求量与经济形势密切相关 市场心理波动,什么是石油焦？,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。,产品概念,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，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状（或颗粒），有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，

8、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、金属化合物、水、灰等）这些指标决定焦炭的化学性质。英语：petroleum cokes,17,产品分类及性质 1、分类,石油焦,针状焦 ：具有明显的针状结构和纤维纹理，主要用作炼钢中的高功率和超高功率石墨电极。由于针状焦在硫含量、灰分、挥发分和真密度等方面有严格质量指标要求，所以对针状焦的生产工艺和原料都有特殊的要求。,海绵焦 ：化学反应性高，杂质含量低，主要用于炼铝工业及炭素行业。,弹丸焦或球状焦：形状呈圆球形，直径0.6-3

9、0mm，一般是由高硫、高沥青质渣油生产，只能用作发电、水泥等工业燃料。,粉焦 ：经流态化焦化工艺生产，其颗粒细（直径0.1-0.4mm），挥发分高，热胀系数高，不能直接用于电极制备和炭素行业。,18,2、性质,石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。从石油焦工厂所生产的石油焦均称为生焦(green cokes)，含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份，生焦就可当做燃料级的石油焦，如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极，则需再经高温锻烧，使其完成碳化，降低挥发份至最少程度。 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、金属化合物、水、灰等）这

10、些指针决定焦炭的化学性质。物理性质中孔隙度及密度，决定焦炭的反应能力和热物理性质。机械性质有硬度、耐磨性、强度及其它机械特性，颗粒组成及其它加工和运输、堆放、贮存等性质影响的情形。,19,3.产品用途,石油焦的主要用途是电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。主要用于制取炭素制品，如石墨电极、阳极弧、制作炼铝阳极，提供炼钢、有色金属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可当锅炉、汽电共生、水泥窑等燃料。根据石油焦指标不同，可分为：1 号焦：适用于炼钢工业中制作普通功率石墨电极，也适用于炼铝业作铝

11、用碳素；2 号焦：用作炼铝工业中电解槽 (炉 )所用的电极糊和生产电极；3 号焦：用作生产碳化硅 (研磨材料 )及碳化钙 (电石)，以及其它碳素制品，亦用于制造炼铝电解槽的阳极底块及用于高炉碳素衬砖或炉底构筑。根据硫含量的不同，可分为高硫焦（硫含量3%以上）和低硫焦（硫含量3%以下）。低硫焦可作为供铝厂使用的阳极糊和预焙阳极以及供钢铁厂使用的石墨电极。其中高品质的低硫焦（硫含量小于0.5%）可用于生产石墨电极和增炭剂。一般品质的低硫焦（硫含量小于1.5%）常用于生产预焙阳极。而低品质石油焦主要用于冶炼工业硅和生产阳极糊。高硫焦则一般用作水泥厂和发电厂的燃料。,20,4、生产流程,21,22,七

12、、相关及行业用语 专业知识 进口成本的计算：美金成本 汇率 （关税倾销税增值税）,石油焦的质量标准 延迟石油焦是指延迟焦化装置生产的生焦，也称普通焦，目前还没有相应的国家标准。现国内生产企业主要依据原中国石化总公司制定的行业标准SH0527 92 生产（详见附表）。该标准主要根据石油焦硫含量分类，其中一级品、1 号焦适用于炼钢工业中制作普通功率石墨电极，也适用于炼铝业作铝用碳素；2 号焦用作炼铝工业中电解槽 (炉 )所用的电极糊和生产电极，3 号焦用作生产碳化硅 (研磨材料 )及碳化钙 (电石)，以及其它碳素制品，亦用于制造炼铝电解槽的阳极底块及用于高炉碳素衬砖或炉底构筑。 延迟石油焦标准SH

13、052792,23,24,上下游产品介绍,上游：原油，石油也称原油或黑色金子，是一种粘稠的、深褐色（有时有点绿色的）液体。地壳上层部分地区有石油储存。它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。不过不同油田的石油成分和外貌可以有很大差别。石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶剂、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。 当今88%开采的石油被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。 原油中碳元素占83一87，氢元素占11一14，其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。,25,下游：电解铝、煅烧焦

14、、预焙阳极、石墨电极,电解铝：电解铝就是通过电解得到的铝. 重要通过这个方程进行：2Al2O3=4Al+3O2。 阳极：2O2-4e=O2 阴极:Al3+ +3e=Al 铝电解工艺流程： 现代铝工业生产采用冰晶石氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950970下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉

15、内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。,26,煅烧焦（煅后石油焦）：在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊（融熔电极）时，为使石油焦（生焦）适应要求，必须对生焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300左右，目的是将石油焦挥发分尽量除掉。这样可减少石油焦再制品的氢含量，使石油焦的石墨化程度提高，从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能，并改善了石墨电极的电导率。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，其中应用最广泛的是石墨电极。生焦不经锻烧可直接用于碳化钙作电石主料，生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖，也可作铸造

16、工艺用致密焦等。,27,预焙阳极：预焙阳极是以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂制造而成，用作预焙铝电解槽作阳极材料。这种炭块已经过焙烧，具有稳定的几何形状，所以也称预焙阳极炭块，习惯上又称为铝电解用炭阳极。用预焙阳极炭块作阳极的铝电解槽称预焙阳极电解槽，简称预焙槽，这是一种现代化的大型铝电解槽。 预焙炭阳极通常安装在电解槽上部，强大的直流电流60-300ka通过炭阳极，导入电解液。炭阳极的电阻率为50-70 .m，加上导杆与接点电阻，正常铝电解生产时，消耗的炭阳极上的电压降为300-500mV,占电解槽电压降的10-15。在炭阳极底部接触熔融电解液的部位，发生分解氧化铝的复杂电化学反应（阳极反应）。在碳的参与下，阳极最终产物是CO和CO2。铝电解生产中，炭阳极日平均消耗1-2CM，定期向电解槽上部添加新的阳极糊（对自焙阳极电解槽）或定期更换预焙阳极将（对预焙阳极电解槽）是阳极工作的主要内容，以保持阳极连续正常工作。,