[发明专利]可纺煤沥青的生产工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青的制备工艺，特别是涉及一种可纺煤沥青的生产工艺 方法。

背景技术

可纺沥青生产原料主要有两个，一是石油裂解沥青，二是煤焦油加工后残 留的沥青。其加工方法主要是将粗沥青用溶剂溶解稀释后进行热过滤，除去固 体杂质，然后进行加氢精制调质改性，再进行高温聚合和真空减压蒸馏，除去 易在生丝内产生气泡的轻组份，蒸余物即是可纺沥青。

中日合资上海东岛碳素有限公司是引进日本大阪煤气公司的沥青生产技 术，以煤焦油为原料生产通用级沥青碳纤维的原料-可纺沥青，产能为1000 吨/年，全部出口到日本用于生产碳纤维，出口价格为3万元/吨。这些可纺沥 青运到日本后，只供给大阪煤气公司而不对外出售。据调查，光日本就需要可 纺沥青1万吨/年，其中的80％在日本国内用从中国进口的煤焦油为原料进行 生产。沥青碳纤维在日本、美国、韩国等拥有广阔的市场，本项目以用独特的 工艺生产出可纺沥青为原料制成的沥青碳纤维，具有不含硫及柔韧度特别好的 突出优点，深受美、日、韩和欧洲等国客商的欢迎。

发明内容

针对于此，本发明的目的在于，提供一种可纺煤沥青的生产工艺方法，通 过该工艺方法可得到产率高，品质好的可纺煤沥青。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可纺煤沥青的生产工艺 方法，该生产工艺方法包括以下步骤：

(1)煤粉制备工段：将原料煤进行破碎处理，形成1～3mm的煤粉，对破碎 的煤粉进行干燥，使其含水率≤0.1％；

(2)沥青抽提工段：煤粉从浸出抽提器的上部加入，有机溶剂由浸出抽提器 的下部进入，两者的重量比为3∶4，浸出抽提器内温度150℃～200℃，压力 2.0～2.5MPa；抽提后的煤粉残渣排放掉，而抽提液进入沥青过滤工段；

(3)沥青过滤工段：抽提液经过过滤设备，滤掉98％以上直径大于0.1微米 的固体颗粒；

(4)毛沥青蒸发脱溶工段：对滤液进行闪蒸，除去80％的溶剂，得到溶剂与 沥青的混合悬浮液；该悬浮液进行干燥处理，使其溶剂的含量少于0.5％，干燥 后的沥青后为毛沥青；溶剂回收至溶剂罐；

(5)加氢精制工段：毛沥青与粗苯按重量比1∶1混匀，形成悬浮液，然后 向该悬浮液中通入氢气，升温加压进行加氢反应，其中氢气与毛沥青的重量比 为1∶5，反应时间为6～8小时，反应温度330～340℃，压力为12.0MPa；反 应后的液体沥青进入高温分离器，释放出液体沥青中的轻组份和未反应的氢 气，高温分离器的底部分离出的液体沥青，360℃下进行热聚合，聚合时间约4 小时，聚合后的沥青进入真空蒸发釜，在真空作用下蒸发，轻组份被迅速地从 顶部抽出，从真空蒸发釜底部出来的便是可纺煤沥青。

所述步骤(2)中得到的煤粉残渣送入真空耙式干燥机进行脱溶干燥，干燥后 的残渣进入渣仓，该残渣做活性炭用，真空干燥机出来的溶剂蒸汽进入冷凝器 回收溶剂。

所述步骤(3)中得到的固体颗粒经过脱溶剂处理，溶剂经冷凝回收，脱溶后 的细残渣做活性炭用。

所述步骤(3)采用过滤方式为：采用三级自动反冲洗过滤器组成，采用PLC 控制，并且过滤精度均为微米级的。

所述步骤(2)中使用的有机溶剂为：四氢呋喃、二硫化碳或甲醇中的一种或 多种混合的溶剂。

所述步骤(4)中的闪蒸条件为：闪蒸器内溶剂蒸汽温度为100℃，压力为 0.27MPa。

所述步骤(5)中，先将毛沥青进行粉碎处理，然后与粗苯混匀。

与现有技术相比，本发明以煤为原料用萃取的方法连续生产出可纺煤沥 青。从根本上突破国外的技术封锁；采用自主原料生产碳纤维，在价格上具有 较大优势，大大增加国内碳纤维产品的使用量，促进国内材料产业的进一步发 展。

该技术的关键是可实现沥青浸出抽提、三级精细过滤、溶剂回收循环使用、 残渣排出和烘干脱溶、毛沥青直接通入氢气后实现低成本加氢、高温聚合和真 空减压蒸馏精制、可纺煤沥青排出冷却等所有工序的连续化生产。

该技术最大区别就是没有将煤中固有的天然沥青类物质进行高温破坏，其 天然的优良特性被最大限度地保留下来，从而使煤中有用的东西得到了较好的 开发利用，基本保留了煤中复杂的沥青类组份的固有特征，所以产率高，品质 好，相对于石油化工来讲，原料广泛，供应量充足，价格低廉，这就注定使产 品成本低，市场竞争力强。