[发明专利]用于制备石油沥青的澄清油的蒸馏方法

说明书

技术领域

本发明在目标是提高所得到的沥青产率和质量的用于蒸馏澄清油的方法中具有应用范围。

背景技术

沥青用于制备碳制品，特别用于制备具有优良机械性质的碳纤维。它们也在用于制备阳极、用于钢铁工业的铝和石墨电极的工业中具有作为粘合剂的应用。

传统上，沥青的制备使用煤焦油作为原料。

然而，由煤焦油的使用产生的环境问题、该原料的供应的不稳定性和该物品价格的大波动唤起了工业上对源自石油加工的重质残余物的原料替代来源的兴趣。

传统上，由澄清油制备沥青包括其中将该原料进行蒸馏，除去较轻化合物而留下在常温具有固定性质的沥青作为最终产物的处理阶段。传统方法(例如上述的)的平均产率约为20％沥青。

相关现有技术

此处包括作为参考文献的文件US 4,705,618(Maruzen Petrochemical Co.，Ltd.)描述了用于连续制备“实质上”光学上各向同性的且基本上均匀的沥青中间产物的方法，所述沥青中间产物用于制备沥青粘合剂，所述沥青粘合剂用于制备碳纤维，其包括在特定的压力和温度下在管式加热器中将包含少于5wt％的不溶于喹啉的馏分的重油加热特定的停留时间，该重油选自能够选自以下的组：具有煤作为基质的各种来源的焦油、石脑油裂化的副产物、柴油裂化的副产物和澄清油。将来自该加热器的流转移到蒸馏塔中，在其中将它在特定的压力和温度蒸馏以使来自重质馏分的轻馏分作为产物从该塔的顶部分离出来，重质馏分从该塔的底部收集作为中间产物沥青。

此处包括作为参考文献的文件US 4,820,401(Koz Iizuka，Maruzen Petrochemical Co.，Ltd.)公开了用于制备具有低于350℃的软化点的用于生产高性能碳纤维的沥青的方法，其包括将来自油或煤的重油或由重油通过蒸馏得到的重组分在管式加热器中在压力下经过热处理或加氢处理特定的停留时间。在第二阶段中，将单环芳香烃溶剂添加到该经热处理的物料中，新生成的不溶组分基本上作为高分子量的各向同性沥青材料回收。在第三阶段中，用基于氢供体的溶剂的添加将之前得到的沥青材料在特定的温度和压力下经过加氢处理，基本上形成各向同性的加氢沥青，最后在第四阶段中，将来自该第三阶段的化合物在350℃-500℃的温度范围内在超过大气压的压力下经过热处理以将其转化为沥青粘合剂。

此处包括作为参考文献的文件US 4,931,162(Conoco Inc.)公开了用于制备适用于生产高质量碳纤维的沥青的方法，其包括在大气压力下从包含芳香化合物的原料中蒸馏出具有390℃的初始沸点的不含单相树脂的芳香族馏出物。将该馏出物在大气压力下经受特定的温度一段时间，以得到不含中间相但包含至少5％的百分比的中间相树脂的馏出物。该自由馏出物也在大气压力下在惰性气体存在下经受在370℃-420℃范围内的温度特定时间以将后者树脂转化为沥青粘合剂。

此处包括作为参考文献的文件US 5,032,250(Conoco Inc.)公开了用于制备沥青粘合剂的方法，其包括将包含介晶(mesogen)的各向同性沥青与溶剂相结合，然后用溶剂在超临界温度和压力条件下以使这些介晶与该溶剂相结合以形成沥青粘合剂的方式用溶剂对该介晶进行相分离，回收该沥青粘合剂。

此处包括作为参考文献的文件US 5,259,947(Conoco Inc.)公开了具有包括介晶、假介晶(pseudo-mesogen)或其混合物的赋形剂(vehicle)的液晶结构的溶剂化的中间相沥青，其中该溶剂化的中间相沥青至少40体积％光学各向异性，且其中该溶剂化的中间相沥青在比介晶组分低至少40℃时熔化，或者其中该溶剂化的中间相沥青包含假介晶，其中该溶剂化的中间相沥青熔化或软化，而该假介晶组分不会；其中当其保留实质体积的液晶结构时，该溶剂溶解在该介晶或假介晶中，并造成熔点的降低。

由可以从上述现有技术的代表性实施例中得知的那些可知，在这些的如果不是所有也是几乎所有中，存在对控制温度的需求，但该温度通常非常高。同样地，这些方法很少必须在高于大气压的压力下进行。另一方面，将注意到轻馏分有效地从方法中除去，在几乎所有中都存在引入溶剂以得到沥青的需求。最后，将看到关注在于用于制备碳纤维的沥青的物理和化学性质，而不是方法本身的效率。

发明内容

本发明涉及用于蒸馏澄清油以提高具有使其适用于各种工业应用中的优良物理和化学性质的沥青粘合剂的制备产率的方法。