[发明专利]高温煤焦油加氢生产中间相沥青的方法

说明书

技术领域

本发明属于新型碳材料、燃料化工领域，具体涉及适用于工业规模的、由高温煤焦油制备中间相沥青的方法。

背景技术

中国是世界焦炭生产大国，统计资料显示2010年焦炭产量38800万吨，占世界焦炭产量60％。煤焦油资源丰富，从炼焦煤气中回收的煤焦油产量1800万吨。

中国高温煤焦油加工技术路线基本是以焦油蒸馏加工轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油、沥青的线路，产品数量少。近年来，30万吨煤焦油加工规模的项目的实施，其精制化学产品的数量不断增加，但由于这些产品的收率很低，实际产品只能围绕酚油、萘油、洗油、蒽油精制加工。然而此类加工工艺线路带来的主要问题是环境污染严重，沥青只能进一步生产附加值低的中温沥青、改质沥青、沥青焦等产品，沥青的价值没有得到体现，造成项目整体产品附加值低，效益不理想。

随着技术进步及环境保护要求的日益提高，全球对新材料的需求不断增加，尤其在高级碳素材料的需求迅速扩大，沥青基炭纤维、泡沫炭、C/C复合材料、炭微球等展现了广阔的应用前景。但是新型碳材料的工业化方面尤其是高级碳材料前驱体中间相沥青迟迟没有进展，大多为实验室研究成果，形成工业化的技术案例鲜见，现有中间相沥青工业生产技术一直存在技术难度大，成本高的问题，制约了新型碳素材料的应用推广。

从煤焦油沥青出发生产针状焦、中间相沥青一直是中国工程技术工作者的研究热点。经过多年的努力，在针状焦工业化方面取得了积极进展。在中间相沥青方面进行了广泛的研究，但由于煤焦油沥青本身固有的局限性，成功案例极少，要么生产成本极高、要么工业化难度极大。

中国专利CN85107441A介绍一种不含喹啉不溶物(QI)的煤焦油或煤焦油沥青生产超级针状焦的方法，但此法催化加氢深度低，煤焦油或煤焦油沥青直接加氢技术难度大，催化剂寿命短，该工艺没有充分利用所副产加氢溶剂油优化工艺，损失了大量有价值的β树脂，沥青收率低，对于轻质组份加氢程度低。

中国专利CN87103787A介绍了一种煤焦油或石油渣油通过热处理、溶剂加氢工艺生产高性能炭纤维用中间相沥青的方法，此法需要大量二甲苯、加氢蒽油、洗油溶剂，不能项目自生，生产成本高。由于采用多段热解闪蒸热处理工艺，极易造成系统结焦堵塞，大规模连续化生产难度大。

中国专利CN85105609A公开了一种氢化煤焦油或煤焦油沥青的方法，但催化剂金属负载量小，活性低，脱除沥青杂原子能力差，采用单一轻度催化加氢手段，难以改变沥青的分子结构，而且煤焦油或煤焦油沥青的胶质及沥青质含量高，在固定床催化条件下催化剂易积碳，寿命短，加氢难度大，难以实现长时间有效加氢。

中国专利ZL200610032060.7介绍了一种煤焦油加氢生产燃料油的方法，但需要将高温煤焦油全部馏份转化为石脑油、汽油、柴油，催化剂活性及加氢反应条件要求高。

中国专利CN101074381A介绍了一种煤焦油加工利用的方法，以汽油柴油为目标产品，未对沥青进行研究说明，煤焦油预处理需要优化。

本发明的目的在于克服现有技术不足，提出了高温煤焦油加工利用的新途径，提供一种可以工业化应用的由高温煤焦油催化加氢生产中间相沥青，副产酚油、工业萘、石脑油、汽油柴油调和组份的方法，以大幅度提高煤焦油加工产品的价值。

发明内容

本发明的一个方面提供一种由高温煤焦油生产中间相沥青的方法，包括：

(1)将高温煤焦油脱除盐分和喹啉不溶物，得到澄清油；

(2)将澄清油经由下述两个方式之一得到加氢进料油：

(2a)将澄清油作为加氢进料油；或

(2b)将澄清油预蒸馏得到沸点大于230℃的塔底组份，将所述塔底组份与调配油混合得到加氢进料油，其中调配油包括下述组中的一个或多个组份：煤焦油的馏份油、煤焦油馏份油的加氢产物；

将加氢进料油催化加氢精制得到加氢精制油；

(3)将加氢精制油蒸馏后得到氢化沥青；

(4)将氢化沥青经热缩聚得到中间相沥青。

在一些实施方案中，步骤(1)包括：

(1a)脱除盐分的步骤，所述脱除盐分的步骤包括将去离子水和芳族溶剂与高温煤焦油混合并离心去除含盐水份，得到脱盐后的含芳族溶剂的高温煤焦油；其中，芳族溶剂包括下述组中的一个或多个组份：苯、甲苯、二甲苯、煤焦油的馏份油、煤焦油馏份油的加氢产物。