[發(fā)明專利]一種利用煤焦油瀝青結(jié)合重相循環(huán)制備針狀焦原料的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110339694.8
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN103087747A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井口憲二;坂脇弘二;韓玨
• 申請（專利權(quán)）人: 北京三聚創(chuàng)潔科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C10C3/02
• 分類號: C10C3/02;C10C3/08;C10C3/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及針狀焦制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用煤焦油瀝青結(jié)合重相循環(huán)制備針狀焦原料的工藝。

背景技術(shù)

針狀焦是制造高功率和超高功率電極的優(yōu)質(zhì)材料，用針狀焦制成的石墨電極具有耐熱沖擊性能強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優(yōu)點(diǎn)。目前生產(chǎn)的針狀焦根據(jù)使用原料的不同可分為石油系針狀焦和煤系針狀焦兩大類，美國大湖碳素公司在50年代首先開發(fā)出了石油系針狀焦的生產(chǎn)工藝，但由于石油加工趨勢向著催化裂化輕質(zhì)化深加工的方向發(fā)展，致使石油系針狀焦的原料逐漸減少，加之70年代兩次石油危機(jī)，更使人們感到原料供應(yīng)的不穩(wěn)定，于是自70年代后期開始，煤系針狀焦的制備工藝得到了發(fā)展。

煤系針狀焦以煤焦油瀝青為原料制備而成，煤焦油瀝青的主要成分是多環(huán)芳香族化合物，也含有一定量的喹啉不溶物（QI），喹啉不溶物在瀝青熱轉(zhuǎn)化生成中間相小球體時，會阻礙小球體的生長，使其無法形成石墨化結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響針狀焦的質(zhì)量。因此，在用煤焦油瀝青制備優(yōu)質(zhì)針狀焦原料時，必須對煤焦油瀝青進(jìn)行脫除喹啉不溶物的凈化處理，在諸多凈化處理的方法中，溶劑法因?yàn)椴僮骱唵巍①M(fèi)用低廉而得到了廣泛的應(yīng)用。溶劑法是將適宜的溶劑與瀝青混合，在攪拌釜中經(jīng)過攪拌、靜置、沉淀后，使得瀝青溶于溶劑中，從而在上層形成瀝青與溶劑的混合物料，再由泵將該混合物料抽出送入溶劑回收塔，回收溶劑并制取精制瀝青，最終得到適合制備針狀焦的原料。現(xiàn)有技術(shù)中，常用的溶劑為脂肪烴和芳香烴按一定比例制成的混合液。

如中國專利文獻(xiàn)CN101531909A公開了一種用于生產(chǎn)針狀焦的連續(xù)沉降工藝，該工藝以煤焦油軟瀝青為原料，以有機(jī)溶劑為萃取劑，經(jīng)過沉降分離除掉原料中的喹啉不溶物，獲得的輕相經(jīng)蒸餾后得到精制瀝青作為焦化單元生產(chǎn)針狀焦的原料，沉降下來的重相則經(jīng)蒸餾后制成粘結(jié)劑瀝青外售。該工藝中使用的有機(jī)溶劑就是脂肪烴與芳香烴的混合物，其中，所述脂肪烴與芳香烴的質(zhì)量比為1：0.6-1.4；所述有機(jī)溶劑在常壓下的初餾點(diǎn)≥150℃，在310℃前的餾出量≥95%（w/w）。通過上述工藝能夠得到喹啉不溶物含量合格的精制瀝青，且具有設(shè)備少、操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)際上，本申請人通過研究發(fā)現(xiàn)，上述工藝中沉降下來的重相中除了阻礙小球體生長的喹啉不溶物和雜質(zhì)外，還含有大量的多芳香縮合多環(huán)芳香族成分，而這部分成分是石墨化生成針狀焦的基礎(chǔ)物質(zhì)，但是在上述工藝中卻將沉降下來的重相完全除去，導(dǎo)致得到的針狀焦原料中的多芳香縮合多環(huán)芳香族成分含量較低，那么如果利用上述原料制備針狀焦，進(jìn)而導(dǎo)致所述針狀焦產(chǎn)品的產(chǎn)率較低；而這種工藝所體現(xiàn)的恰恰是現(xiàn)有技術(shù)中的慣用技術(shù)手段，也就是說，多年的技術(shù)發(fā)展本領(lǐng)域技術(shù)人員一直以來存在的技術(shù)偏見就是要將含有大量喹啉不溶物和雜質(zhì)的重相去除，這樣才可以使得針狀焦原料中含有盡可能少的影響石墨化進(jìn)程的喹啉不溶物。所以，到目前為止，現(xiàn)有技術(shù)中尚未出現(xiàn)對所述重相進(jìn)行處理后循環(huán)利用的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決使用現(xiàn)有技術(shù)中制備針狀焦原料的工藝中由于完全除去了溶劑法中分離出重相成分，而導(dǎo)致得到的針狀焦原料中的多芳香縮合多環(huán)芳香族成分含量較低，并由此導(dǎo)致的利用上述原料制備針狀焦時，所述針狀焦產(chǎn)品的產(chǎn)率較低的問題。本發(fā)明提供了一種利用煤焦油瀝青結(jié)合重相循環(huán)制備針狀焦原料的工藝，本工藝制備得到的針狀焦原料具有較高的多芳香縮合多環(huán)芳香族含量，有效提高了所述針狀焦產(chǎn)品的產(chǎn)率。

本發(fā)明所述的利用煤焦油瀝青結(jié)合重相循環(huán)制備針狀焦原料的工藝的技術(shù)方案為：

一種利用煤焦油瀝青結(jié)合重相循環(huán)制備針狀焦原料的工藝，包括：

（1）將煤焦油瀝青與第一溶劑充分混合，采用物理分離的方法除去所述混合物中的第一溶劑不溶物，得到第一澄清液；

所述第一溶劑為輕質(zhì)油，所述第一溶劑與所述煤焦油瀝青的質(zhì)量比為0.1-15；

（2）分離除去所述第一澄清液中的第一溶劑，對除去所述第一溶劑后的剩余成分進(jìn)行加氫，得到精制瀝青；

（3）將步驟（1）中得到的第一溶劑不溶物與第二溶劑充分混合，采用物理分離的方法除去所述混合物中的第二溶劑不溶物，得到第二澄清液；

所述第二溶劑為輕質(zhì)油與煤系中質(zhì)油的混合物，所述第二溶劑中的煤系中質(zhì)油與所述輕質(zhì)油的質(zhì)量比為1:0.1-1:2；所述第二溶劑與所述第一溶劑不溶物的質(zhì)量比為0.5-50；

（4）分離除去所述第二澄清液中的第二溶劑，得到精制重質(zhì)成分；

（5）將所述精制瀝青和所述精制重質(zhì)成分混合，即得到用于制備針狀焦的原料。

所述第一溶劑與所述煤焦油瀝青的質(zhì)量比為0.4-10。