[发明专利]一种生物基针状焦及其制备方法

权利要求书

1.一种生物基针状焦的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）选取芳碳率C_A40%的富芳烃油掺杂5wt%~30wt%的生物质并混合均匀后作为原料，将混合均匀的原料与油溶性催化剂以剂油比5~50μg/g的比例混合，催化浅度裂化的反应温度350~420℃、反应压力1~5.0MPa、反应时间0.5~4h，生成了具有较高分子量和较高芳香度的中间态产物；

（2）随后将浅度裂化的油料进行深度热解，反应温度440~500℃、反应压力0.1~5.0MPa，焦化时间6.0~14h，最终得到光学各向异性呈现针状形态的生焦产物；

（3）将上述生焦在1400℃煅烧后得到生物基针状焦；

所述油溶性催化剂为环烷酸镍、环烷酸钼、环烷酸锌、环烷酸铁以及N,N-烷基咪唑和氯N,N-烷基乙酰胺过渡金属离子液体中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种生物基针状焦的制备方法，其特征在于：所述的富芳烃油性质为平均分子量200~500，芳环数2~6，芳碳率＞40%。

3.根据权利要求1所述的一种生物基针状焦的制备方法，其特征在于：所述富芳烃油是以催化油浆、减压馏分油、乙烯焦油、煤焦油中的一种或多种为原料经过预处理得到的；

所述预处理过程为：原料经减压分馏得到大于300℃重馏分段，与糠醛按剂油比1~5混合后以0.5-1m³/h的流速送入超声热过滤耦合萃取系统处理，调节超声波发生器功率为600-900W，混合物料温度为60-90℃，采用孔径为20~200nm的陶瓷膜作为过滤介质；然后将滤液静置沉降和剂油分离，取抽出油引入凝胶渗透色谱柱分离，获得富芳烃油。

4.根据权利要求3所述的一种生物基针状焦的制备方法，其特征在于：所述超声热过滤耦合萃取系统包括超声空化单元、热过滤单元和溶剂萃取单元，超声波发生器设置在系统的内侧壁上，通过外接导线连接电源及控制器；滤膜水平设置在系统内腔中下部，两端通过卡槽固定在超声波发生器内侧壁上，便于滤膜清洗和更换；搅拌浆位于滤膜上方的中部，在搅拌杆顶部安装有驱动电机和控制单元，可灵活调变搅拌速率；物料进口位于系统顶部，通过管道泵将原料油与萃取剂的预混合组分输送至系统内；系统底端料液出口连接物料静置单元，通过静置方式实现剂油分离；设备底部设置卡扣连接装置，便于设备的清洗维护；

所述凝胶渗透色谱柱填料采用聚苯乙烯凝胶，填料孔径为100-600Å，凝胶柱床直径为50-100mm，凝胶柱床高800-1000mm，冲洗剂为四氢呋喃（THF），洗脱温度为30-80℃，流速0.5-3ml/min。

5.根据权利要求1所述的一种生物基针状焦的制备方法，其特征在于：所述生物质为木屑、木质素、壳聚糖、生物质热解油中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种生物基针状焦的制备方法，其特征在于：煅烧后得到的生物基针状焦光学各向异性呈现具有高度取向性的针状形态，灰分≤0.3，真密度≥2.13g/cm³，挥发分≤0.5，热膨胀系数CTE≤1.4×10^-6/℃。

7.一种生物基针状焦，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的方法制备得到。