[发明专利]一种酸酐改性煤沥青与煤油共炼残渣共热缩聚制备可纺沥青的方法

权利要求书

1.一种酸酐改性煤沥青与煤油共炼残渣共热缩聚制备的可纺沥青，其特征在于：包括以下重量份数的原料：100重量份中低温煤沥青基沥青烯，3-16.5重量份煤油共炼残渣基沥青烯，5-10重量份均苯四甲酸二酐，5-10重量份马来酸酐；中低温煤沥青基沥青烯，是由中低温煤沥青经粉碎、溶剂萃取、过滤后得到；灰分含量≤0.03%，分子量分布为200-350，软化点范围为70-90℃；煤油共炼残渣基沥青烯，是由煤油共炼残渣经粉碎、溶剂萃取、过滤后得到；灰分含量≤0.02%，分子量分布为300-800，软化点范围为75-95℃；

所述的可纺沥青，熔程窄：≤21℃，软化点为195-211℃，H/C原子比为0.52-0.57，芳香度为0.76-0.83，可纺性好：单孔熔融纺丝长度≥4.8km。

2.一种权利要求1所述的可纺沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、将煤油共炼残渣和中低温煤沥青分别粉碎至20目以下，分别用四氢呋喃萃取并由≥1000目的不锈钢滤网过滤出其中的可溶组分，可溶组分回收四氢呋喃溶剂后，分别得到沥青烯A和沥青烯B；所述沥青烯A为煤油共炼残渣基沥青烯，沥青烯B为中低温煤沥青基沥青烯；

步骤一中所述的煤油共炼残渣中的沥青烯的含量在5wt％-50wt％，灰分含量在30wt％以下；

所述的煤油共炼残渣为延长石油集团煤油共炼生产的残渣，是煤油混合物经300-500℃、1-25MPa加氢或非加氢反应后的固体残渣；

步骤一中所述的煤油共炼残渣或中低温煤沥青与四氢呋喃的重量比为1:4-1:10，中低温煤沥青的灰分为≤0.2wt%；

步骤一中所述的沥青烯B，其灰分重量比≤0.03%，其分子量分布为200-350，软化点为70-90℃；步骤一中所述的沥青烯A，其灰分重量比≤0.02%，其分子量分布为300-800，软化点为75-95℃；

步骤二、将沥青烯B与均苯四甲酸二酐和马来酸酐均匀混合后投入反应器中，常压通入流量为1-30mL/min·g的氮气，以 1-10℃/min升温速率升温至350-450℃，停留1-10小时，得到基质沥青；

步骤三、将基质沥青与沥青烯A按照重量比为4:1~20:1均匀混合后投入反应器中，常压通入流量为1-30mL/min·g的氮气，以 1-10℃/min升温速率升温至350-400℃，停留1-10小时，得到可纺沥青。

3.根据权利要求2所述的可纺沥青的制备方法，其特征在于：步骤二中所述的均苯四甲酸二酐密度为1.68g/cm³，熔点为286℃，沸点为384-400℃；所述的马来酸酐密度为1.48g/cm³，熔点为52.8℃，沸点为202℃。

4.根据权利要求2所述的可纺沥青的制备方法，其特征在于：步骤二收率为60-66%，步骤三收率为82.1-89.3%。

5.根据权利要求2所述的制备方法制备得到的可纺沥青的应用，其特征在于：制得的可纺沥青进行单孔熔融纺丝法，每次加料量为5-30g可纺沥青，纺丝温度高于软化点温度30-50℃，纺丝压力为0.3-1MPa，喷丝口直径为0.2或0.3mm，缠绕速度300m/min；

单孔熔融纺丝长度≥4.8km；

可纺沥青经熔融纺丝，预氧化和碳化后沥青碳纤维的单丝抗拉强度为886-975MPa，单丝断裂伸长率为2.05-2.34%。