[发明专利]一种用低温干馏煤焦油沥青制备多种炭素材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及低温干馏煤焦油沥青加工应用技术领域，尤其涉及一种用低温干馏煤焦油沥青制备浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦原料沥青等多种炭素材料的方法。

背景技术

随着石油资源的日益紧缺，煤沥青的开发利用得到重视。煤沥青，全称煤焦油沥青，包括高温煤焦油沥青、中温煤焦油沥青和低温煤焦油沥青，目前关于高温煤焦油沥青和中温煤焦油沥青的加工工艺比较成熟，应用较为广泛，如在制备各向同性石墨材料时作为粘结剂或用作筑路沥青等，而低温干馏煤焦油沥青芳香分较低，应用较少。

低温煤焦油的来源主要是低阶煤(褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤和气煤)等热解生成的产物，该类物质切除轻油、酚油、烃类后所得的重质物质即低温干馏煤焦油沥青。我国这类煤种储量丰富，所得的低温干馏煤焦油沥青数量较大，每年约有超过一百万吨，国内厂家一般将其作为燃料油直接出售，这样处理售价低廉，所得价值不高，且严重浪费化工资源。

本发明针对低温干馏煤焦油沥青喹啉不溶物含量低的特点，将其作为原料并经简单工艺加工用来制备浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦原料沥青。浸渍剂沥青要求具有低的喹啉不溶物含量和相对较高的结焦值，目前国内浸渍剂沥青的主要指标为喹啉不溶物含量不大于4％，结焦值50％左右；而粘结剂沥青要求具有高的β树脂含量(甲苯不溶物TI-喹啉不溶物QI)和高结焦值。国产粘结剂沥青一级品β树脂含量大于18％，结焦值不小于54％。用本发明中工艺方法制备的浸渍剂沥青质量参数为喹啉不溶物含量不大于1％，结焦值不小于57％；所得粘结剂沥青β树脂含量大于28％，结焦值不小于62％，其质量参数优于普通的浸渍剂沥青和粘结剂沥青，已达到优质级。其制备的针状焦原料沥青喹啉不溶物含量不大于0.2％，也完全满足生产针状焦的要求。

发明内容

本发明提供了一种用低温干馏煤焦油沥青制备浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦原料沥青等多种炭素材料的方法，简单可行，易于实现产业化，解决目前低温干馏煤焦油沥青数量大、利用难的现状，实现其高附加值利用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用低温干馏煤焦油沥青制备多种炭素材料的方法，利用低温干馏煤焦油沥青喹啉不溶物含量低的特点，经过简单工艺处理即可制备浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦原料沥青等多种炭素材料，提高其产品附加值；包括如下步骤：

1)原料预处理

首先将低温干馏煤焦油沥青原料组分分离，得到轻质组分和重质组分；轻质组分饱和分含量高，可作为高附加值产品出售或作为生产清洁燃料油原料或用于柴油调制辛烷值；重质组分中芳香分含量高，可直接用做浸渍剂沥青、粘结剂沥青或生产针状焦原料沥青，或经进一步处理后作为上述产品或原料；

2)聚合反应

将预处理得到的重质组分装入聚合反应器中进行聚合反应，得到聚合沥青产品，作为浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦生产原料沥青使用；反应参数如下：

聚合压力：0～4.0MPa；

聚合温度：350～480℃；

升温速率：2～8℃/min；

恒温时间：2～15小时；

搅拌速率：80～200转/min；

3)成品质量参数：所得浸渍剂沥青喹啉不溶物含量不大于1％，结焦值不小于57％；所得粘结剂沥青β树脂含量大于28％，结焦值不小于62％；所得针状焦原料沥青喹啉不溶物含量不大于0.2％。

所述低温干馏煤焦油沥青是低阶煤经低温干馏所得煤焦油切除轻油、酚油、烃类之后的重质组分。

所述原料预处理过程中的低温干馏煤焦油沥青原料组分分离方法为常压蒸馏、减压蒸馏或萃取工艺方法。

所述分离方法采用萃取工艺方法时，所用的萃取剂为醛类、烷烃类或酰胺类有机溶剂中的一种或多种；剂油比为(1～7):1。

所述聚合反应过程通过控制反应条件得到浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦原料沥青。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明工艺方法简单可行，易于实现产业化生产，为低温干馏煤焦油沥青的加工处理提供了一种新途径，显著地提高了低温干馏煤焦油沥青的附加值。

2)本发明通过控制聚合反应条件，得到不同用途的沥青产品，该过程易于操作，可控性强。

3)符合国家倡导的高效利用能源的号召，缓解能源紧张状况。

具体实施方式