[發(fā)明專利]一種從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x芳烴樹脂的多組分芳烴熔混劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210033460.5
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號(hào): CN103254921A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮曉頤;張勝振;盛英;賴世燿
• 申請（專利權(quán)）人: 北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號(hào): C10G1/00
• 分類號(hào): C10G1/00;C08G61/10;D01F9/15
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 張秋林;林柏楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x芳烴樹脂的多組分芳烴熔混劑，以及用所述芳烴熔混劑從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x芳烴樹脂的方法。

背景技術(shù)

煤直接液化工藝是在高溫高壓條件下，在催化劑作用下，通過加氫反應(yīng)，將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料或化工原料的煤的先進(jìn)和潔凈技術(shù)。在煤直接液化工藝過程中，除了得到液體產(chǎn)品外，還產(chǎn)生約占原煤總量20～30％的固體殘?jiān)Ｓ行Ю眠@些液化殘?jiān)瑢γ褐苯右夯に嚨馁Y源利用率和經(jīng)濟(jì)性有著不可低估的影響。

煤直接液化殘?jiān)且环N高碳、高灰和高硫的物質(zhì)，煤中未轉(zhuǎn)化徹底的有機(jī)質(zhì)、無機(jī)礦物質(zhì)以及外加的催化劑構(gòu)成了煤直接液化殘?jiān)闹黧w。多年來，國內(nèi)外都在不斷探索利用煤直接液化殘?jiān)姆椒ǎ壳埃妹褐苯右夯瘹堅(jiān)姆椒ㄖ饕ǎ簩⒁夯瘹堅(jiān)鼩饣苽浜铣蓺猓粚⒁夯瘹堅(jiān)M(jìn)行干餾獲得重質(zhì)油、可蒸餾油以及焦炭；將液化殘?jiān)鳛榈缆窞r青改性劑；將液化殘?jiān)鳛楣腆w燃料直接燃燒；制備納米碳管；制備中間相瀝青、再生產(chǎn)碳纖維材料等。

近年來，從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x瀝青烯和前瀝青烯，改性后制備中間相瀝青，再生產(chǎn)碳纖維，是煤直接液化殘?jiān)玫囊粋€(gè)研究熱點(diǎn)，其中采用萃取的方法從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x瀝青烯和前瀝青烯，因此萃取劑的選擇至關(guān)重要，但這類方法需要分離瀝青烯和前瀝青烯以及萃取劑的步驟，這無疑會(huì)增加工藝的復(fù)雜性和生產(chǎn)成本。

CN102041014A公開了一種用于從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x瀝青烯、前瀝青烯和/或重質(zhì)油的離子液復(fù)合萃取劑，和用該離子液復(fù)合萃取劑從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x瀝青烯、前瀝青烯和/或重質(zhì)油的方法。所述離子液復(fù)合萃取劑包括離子液和有機(jī)溶劑，其中，離子液包括至少一種咪唑類陽離子和至少一種有機(jī)和/或無機(jī)陰離子；有機(jī)溶劑包括至少一種與所述離子液互溶的醇、胺、酮和/或吡啶類溶劑。用所述離子液復(fù)合萃取劑分離得到的瀝青烯、前瀝青烯和/或重質(zhì)油經(jīng)再一步分離可獲得瀝青烯和/或前瀝青烯，它們經(jīng)改性可制備中間相瀝青，進(jìn)而生產(chǎn)碳纖維材料。

CN101885976、CN101580729A、CN1948148A、CN1629257A、CN101962560A、和CN101962561A公開了用萃取的方法從煤直接液化殘?jiān)刑崛≈刭|(zhì)油和中間相瀝青或?yàn)r青烯和/或前瀝青烯的工藝，所使用的萃取劑包括：液化油品、N，N-二甲基乙酰胺、糠醛、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮、二硫化碳、喹啉、吡啶、甲苯、四氫呋喃、和吡啶類和喹啉類離子液等等。

US6,717,021公開了一種用于溶解中間相瀝青的溶劑成分，該成分包括芳烴混合物，其常壓沸點(diǎn)大約為285-500℃，優(yōu)選至少80％碳原子是芳香化的，這樣的芳烴化合物實(shí)例包括含2-5個(gè)芳香環(huán)的芳烴化合物和含2-5個(gè)芳香環(huán)的取代、氫化、或取代氫化的芳烴化合物，其中取代基是具有1-3個(gè)碳原子的烷基，例如屈、二苯并菲、5，6-二氫化屈、1，7-二甲基屈、1-甲基，5，6-二氫化屈等等。該溶劑成分可用于稀釋高分子量的中間相瀝青，以使其粘度、流動(dòng)溫度和熔融溫度降低，從而在用其制備碳纖維時(shí)，有利于采用較低的溫度進(jìn)行紡絲操作。

如上所述，目前，從煤直接液化殘?jiān)刑崛√祭w維前體原料比較流行的做法是使用各種有機(jī)或無機(jī)萃取劑，但這樣的萃取劑由于與所要求分離或獲得的產(chǎn)物無論在化學(xué)性能上、還是在物理性能上都有差異，因此必然需要一個(gè)后續(xù)步驟：即需要將萃取劑與產(chǎn)物相分離。當(dāng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，這樣的步驟會(huì)增加工藝設(shè)備的復(fù)雜性，同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)成本。

因此需要尋找一種新的成分或物質(zhì)來代替現(xiàn)行的萃取劑，其即可像萃取劑那樣，從煤直接液化殘?jiān)刑崛〕鲇袃r(jià)值的碳纖維前體，又不需要進(jìn)行與產(chǎn)物相分離的后續(xù)步驟，這樣可大大簡化工藝步驟，增加工業(yè)化的操作便捷性。

基于以上研究現(xiàn)狀，本發(fā)明人經(jīng)過大量試驗(yàn)和創(chuàng)造性勞動(dòng)，將各種特定芳烴化合物以一定比例混合，形成多組分芳烴熔混劑，用于高效、快速地從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x出芳烴樹脂，所分離出的芳烴樹脂可作為碳纖維前體用于制備高性能碳纖維。特別是，上述多組分芳烴熔混劑不需要進(jìn)行與芳烴樹脂相分離的步驟。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于從煤直接液化殘?jiān)蟹蛛x芳烴樹脂的多組分芳烴熔混劑，該熔混劑包括：至少兩種含2-5個(gè)芳香環(huán)的芳烴化合物，該芳香烴化合物在一個(gè)大氣壓下的沸點(diǎn)為200-500℃，用C13?NMR(自然產(chǎn)生的同位素測定法)測定，該芳香烴化合物中至少80％碳原子是芳香化的。