行业标准《预焙阳极用石油焦原料技术要求》编制说明.docx
- 文档编号:1185843
- 上传时间:2022-10-18
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:20.87KB
行业标准《预焙阳极用石油焦原料技术要求》编制说明.docx
《行业标准《预焙阳极用石油焦原料技术要求》编制说明.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《行业标准《预焙阳极用石油焦原料技术要求》编制说明.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
行业标准《预焙阳极用石油焦原料技术要求》编制说明
预焙阳极用石油焦原料技术要求
编制说明
中国石化炼油销售有限公司
二零一二年二月
预焙阳极用石油焦原料技术要求
编制说明
1.任务来源
2010年,全国有色金属标准委员会在广泛征求意见的基础上,下达
了本标准的起草任务,由中国石化炼油销售有限公司(以下简称炼油销
售公司)负责起草。
2011年,以工信厅科[2011]134号文正式下达标准
《预焙阳极用石油焦原料技术要求》制修订计划,计划号2011-0938T-
YS,计划起始年为2011年,完成年限为2012年。
随着我国电解铝工业的快速发展,铝用预焙阳极产业也成为新的投
资点,预焙阳极产量大幅度上涨。
2005年预焙阳极消耗石油焦约500万
吨,占石油焦消费总量的60%。
进入2010年,全国预焙阳极用石油焦
超过930万吨。
随着石油焦产量逐年增大,应用领域的拓展,现有的指
标分析不能定点定质定量以保证配料科学,需要我们有针对性的制定行
业标准,规范质量指标,鼓励技术开发,提供高品质石油焦产品供顾客
使用。
2.标准制定过程
炼油销售公司接受起草任务后,认真学习了标准起草的相关资料,
根据行业标准的制修订程序,落实负责起草部门、协助起草部门及责任
人,技术生产部承担起草任务,各驻厂办协助进行企业数据统计,销售
部门协助进行市场调研、统计市场需求,同时,在有色标委会轻标委秘
书处的大力协调和帮助下,联合国内铝用炭素行业河南中孚实业股份有
限公司、索通发展有限公司炭素公司、山东晨阳炭素股份有限公司、广
西强强炭素股份有限公司、中铝贵州分公司、中电投宁夏青铜峡能源铝
业集团公司、山东兖矿炭素制品有限公司、郑州浩宇炭素制品有限公司
以及中铝郑州研究院等生产企业和研发单位作为标准编制协作单位,从
基础数据采集、样本采集和分析检测以及控制指标的确定等方面,都给
予了大力支持。
确定了《预焙阳极用石油焦原料技术要求》行业标准起
草所遵循的基本原则:
1)查阅相关标准和国内外炭素行业的相关技术要求;
2)确定预焙阳极用石油焦的主要技术指标框架体系及内容;
3)研究确定试验方法,对实验方法进行优化选择;
4)根据行业技术发展水平及样本测试数据,确定技术指标取值范
围。
从2011年1月开始收集预焙阳极用石油焦原料的技术指标,同时向
国内重要的预焙阳极生产厂家发出《预焙阳极用石油焦》行业标准制定
调查表的函,收到回函12份。
根据调研的情况,形成了征求意见稿。
在
2011年4月徐州会议上对征求意见稿进行了讨论,在讨论的基础上形成
了预审稿,在2011年11月的杭州会议上进行了预审,根据预审会的意
见,形成了送审稿。
3.指标的确定
3.1本标准在制定时主要遵循以下原则:
1)满足炭素行业要求,对预焙阳极生产和应用提供技术依据,以石
油焦质量和品质来保障预焙阳极质量指标先进性;
2)有利于预焙阳极用石油焦的合理选择和成本控制;
3)代表国际国内行业先进水平;
4)立足现状,与发展趋势相衔接。
3.2技术指标的确定
根据目前炼油生产企业出厂的石油焦产品性质和预焙阳极用石油
焦产品要求,按照硫含量、灰分、挥发分、粉焦量和固定碳等主要指标
分YBYJJ-1、YBYJJ-2两个牌号。
微量元素作为参考指标,水分指标以
报告值为准。
3.2.1硫含量
石油焦中硫含量的多少主要取决于原油的品质。
一般来说,石油焦
硫含量范围比较低时,阳极消耗随硫含量的增加而减少,因为硫提高了
沥青的结焦率,降低了沥青结焦的孔隙率,同时硫还与金属杂质结合,
降低了金属杂质的催化作用,可抑制炭阳极的二氧化碳反应性和空气反
应性。
但若硫含量过高时,将增大炭阳极的热脆性,并且由于电解过程
中硫主要以氧化物形态转为气相,严重影响电解环境,环保压力很大,
另外还可能在阳极棒上生成硫化铁薄膜,增加电压降。
随着我国原油进口不断增多以及加工手段不断进步,石油焦劣质化
趋势不可避免。
据统计,十年前石油焦硫含量一般在1.5%左右,且比较
稳定;五年前约2.0%左右,目前已达4.0%左右,有的甚至超过6.0%。
为了适应原料变化,预焙阳极生产企业和电解铝行业进行了大量技术改
造和技术攻关,从国内预焙阳极生产企业调研情况看,硫含量
3%左右
的石油焦一般可直接进行煅烧。
国外情况大致相同,美国瑞兴艾(RAIN
CII)公司是世界著名的预焙阳极煨后焦生产企业,仅2011年1〜8月从
中石化(金陵石化、金山石化、高桥石化等)进口石油焦约25万吨,硫含
量控制在0.5〜6.0%,通过掺配等工艺措施进行煨烧,煨后焦硫含量控
制小于3%,法国铝业、巴林铝业以及伊朗的相关公司等也要求煅后焦
硫含量小于3%。
鉴于目前国产石油焦实际情况和电解铝对预焙阳极的实际要求,本
标准将硫含量分为2%、4%两个等级。
3.2.2挥发分
石油焦的挥发分高说明未焦化部分携带多。
挥发分过高将影响煅后
焦真密度,降低煅后焦实收率,但适量的挥发分,有助于石油焦煅烧。
石油焦经高温煅烧后,挥发分含量降低,故不同用户对挥发分的期望值
不同,结合企业生产和用户需求实际情况,规定挥发分不大于10%〜
12%。
3.2.3灰分
石油焦可燃部分在850℃的高温作用和空气流通的条件下完全燃烧
后,所残存下来的不能燃烧的矿物杂质(微量元素)称为灰分,测定灰分
的目的就是鉴定矿物杂质(微量元素)含量的多少,以便评定焦的质量。
控制灰分含量亦即控制了微量元素,灰分过大必将影响阳极自身以
及原铝质量。
结合用户需求和企业生产实际情况,规定灰分不大于
0.3%〜0.5%。
3.2.4粉焦量
石油焦粒度对实收率、能耗及煅后焦影响较大,粉焦量高的石油焦
在煅烧过程中碳质烧损严重,由于粉焦含量大,易引起下料口结焦、炉
体放炮等情况,容易导致炉体早期破损、过烧、卸料阀堵死、煅烧焦疏
松、易粉化等问题,影响煅烧炉寿命,同时煅后焦的真密度、振实密度、
气孔率、强度、电阻率以及氧化性能方面都有较大影响。
基于目前国内
石油焦生产及品质的具体情况,征询业内专家意见,粉焦量(小于8mm)
控制在30〜50%以内。
3.2.5固定碳
石油焦中有机质在高温下裂解,逸出气态产物后的固态产物为固定
碳。
固定碳是制备预焙阳极的基本成分,不同石油焦的固定碳含量不同。
本标准规定固定碳含量不低于85%。
3.2.6水分
石油焦含水主要来源:
一是焦炭塔出焦时,石油焦在水力切割作用
下外排至焦池;二是从安全角度出发,出焦后对尚未完全冷却的石油焦
还须采取喷淋降温的措施;三是石油焦在焦池、堆场基本露天堆放,其
含水量受环境影响;四是石油焦结构的不同,其保持水分的能力也不同。
根据石油焦生产、堆放、运输现状,参照SH/T0527-92(1998)标准要
求,本标准提供水分报告值(仅作为出厂计量依据)。
3.2.7微量元素
石油焦微量元素含量直接影响预焙阳极的使用周期和电解铝产品
质量和品级。
石油焦中微量元素主要包括Fe、Ca、V、Na、Si、Ni、P、
Al、Pb等。
由于石油炼制厂家的油源不同,微量元素成分及含量有很大差别,一些微量元素是原油中带入(如S、V等),还有是在原油开采过程
中带入,另外在加工过程中也会带入一部分碱金属和碱土金属,运输、
储存过程中也会增加一些灰分(如Si、Fe、Ca等)。
微量元素含量过多将直接影响预焙阳极使用周期及电解铝的品级,
Ni、V、Ca、Na等元素对阳极氧化反应有强催化作用,促使阳极发生选择性氧化,使阳极掉渣掉块,增加阳极的过量消耗;Si、Fe主要影响原
铝质量,其中Si含量增高会使铝硬度增高,导电性能下降,F哈量增加
对铝合金的塑性和抗腐蚀性影响很大;P、Pb主要影响电解梢电流效率
和环境,Al对阳极和电解铝无明显影响。
本标准制定过程中,分别采取中国石化24家石油焦生产企业以及中
国石油、中海油、地方炼油部分企业石油焦样品进行检测,并委托山东
晨阳炭素股份有限公司、广西强强炭素股份有限公司、济南澳海炭素有
限公司、河南中孚实业股份有限公司、索通发展有限公司炭素公司、中
铝贵州分公司、中铝郑州研究院等单位同时检测。
从分析结果看,
V、
Ni、Si、Fe、C哈量较高,波动较大,P、K、Ti、Na等相对比较稳定,
基本在50〜100ppm。
因此,根据国产石油焦现有品质的实际情况,结合
预焙阳极生产企业具体需求,分别对石油焦中Fe、Ca、V、Si、Ni、Na
等微量元素含量加以限制,但基于企业目前不具备微量元素的检测手段,
该指标仅作为参考指标。
3.2.8弹丸焦含量
弹丸焦也称球状焦、丸状焦,相对较硬、密实无孔以球状熔融团形
式存在。
弹丸焦外表光滑、内部结构与外表不一致,由于表面缺少孔隙,
在与粘结剂煤沥青混捏时,粘结剂很难渗透到焦子内部,出现粘结不紧
密,容易出现内部缺陷。
另外弹丸焦热膨胀系数高,易造成焙烧阳极时
产生热冲击裂纹。
本标准规定预焙阳极用石油焦不含弹丸焦。
4.预审会主要意见
1)将标准原名称《预焙阳极用石油焦》改为《预焙阳极用石油焦
原料技术要求》。
2)将原预焙阳极用石油焦的技术要求由3个牌号改为2个牌号,
即硫含量由原3%、5%、7%改为2%、4%。
3)微量元素不做主要技术指标,列为参考指标。
4)增加钠含量指标,分别为不大于100X10-6%和不大于150X0-6%
5)粉焦量测定由筛目5mm改为8mm。
6)水分和弹丸焦两个性能指标单列。
改为“水分含量以报告值为
准。
由供需双方协商确定”,“预备阳极用石油焦产品中不允许含有弹丸焦”。
5.主要指标与国外标准对比
本标准的主要技术指标与俄罗斯标准、挪威标准及美国瑞兴艾(RAINCII)企业标准对比见表1。
由对比看见,本标准检测项目全面,技术水平达到国际先进水平。
表1标准对比表
项目
质里指标
俄罗斯标准
rOCT22898-78
挪威标准
美国
RAINCII企标
YBYJJ-1
YBYJJ-2
硫含量,%(质量分数)
2
4
>4.0
<4.0
<0.5
0.2-4.0
0.5〜6.0
捶发分,%(质鱼分数)
10
12
6-14
9.0〜11.0
灰分,%(质里分数)
0.3
0.5
>0.8
0.5-0.8
<0.5
0.04-0.5
水分,%(质里分数)
报告
报告
0.5-2.0
8.0〜10.0
粉焦量
(8mm以下),%
30
40
--
40
(块粒4.76mm)
固定碳含量,%
85
85
85-95
弹丸焦含量,%
0
0
0
硅含量,ppm
200
300
40-400
50〜250
锂含量,ppm
200
400
5-300
30〜500
铁含量,ppm
200
400
50-600
50〜300
馍含量,ppm
150
250
10-170
100〜250
钙含量,ppm
200
400
25-500
100
钠含量,ppm
100
150
25-250
100
6.预期效果
本标准首次制定,是具有较强专业领域使
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 预焙阳极用石油焦原料技术要求 行业标准 阳极 石油焦 原料 技术 要求 编制 说明