[發(fā)明專利]改質(zhì)瀝青及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410021262.6
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103756708A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李克健;章序文;舒成;常鴻雁;程時(shí)富;周穎
• 申請（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司上海研究院
• 主分類號: C10C3/02
• 分類號: C10C3/02;C10C3/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤液化殘?jiān)罴庸ぜ夹g(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種改質(zhì)瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化和社會發(fā)展進(jìn)程不斷加快，我國對石油產(chǎn)品的消費(fèi)量不斷增長，大大超過了同期原油生產(chǎn)的增長速度，導(dǎo)致我們石油進(jìn)口量逐年俱增，且已經(jīng)超過了自產(chǎn)量。而我國是個(gè)富煤貧油的國家，充分利用豐富的煤炭資源，發(fā)展煤炭直接液化等先進(jìn)的清潔煤技術(shù)是減少對國外原油過度依賴，緩解我國石油資源短缺、石油產(chǎn)品供需緊張狀況的重要途徑之一，同時(shí)也是提高我們煤炭資源利用率，減輕燃煤污染，促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。

煤直接液化是將煤通過高溫、高壓，在催化劑作用下加氫直接轉(zhuǎn)化成清潔的運(yùn)輸燃料（石腦油、柴油等）或化工原料的一種先進(jìn)的潔凈煤技術(shù)。煤直接液化的過程一般是將煤預(yù)先粉碎至0.15mm以下的粒度，再與溶劑配成煤漿，并在一定溫度（約450℃）和高壓下加氫，使煤中的大分子裂解加氫成較小分子的過程。液化過程中除了得到需要的液化產(chǎn)品以外，還副產(chǎn)一些烴類分子、CO_X等氣體、工藝水和固液分離過程產(chǎn)生的液化殘留物（又稱煤液化殘?jiān)Ｒ夯瘹堅(jiān)话慵s占進(jìn)煤量的30wt%左右。煤液化殘?jiān)睦脤σ夯^程的效率和整個(gè)液化廠的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等均有不可低估的影響。研究煤直接液化殘?jiān)母咝А⒖尚械木C合利用方法，提取出有價(jià)值的產(chǎn)品對提高直接液化過程的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

煤直接液化殘?jiān)饕蔁o機(jī)質(zhì)和有機(jī)質(zhì)兩部分組成，有機(jī)質(zhì)包括液化重油、瀝青類物質(zhì)和未轉(zhuǎn)化的煤，無機(jī)類物質(zhì)（通常稱為灰分）包括煤中的礦物質(zhì)和外加的催化劑。有機(jī)類物質(zhì)中的液化重油和瀝青類物質(zhì)約占?xì)堅(jiān)康?0wt%，未轉(zhuǎn)化煤約占?xì)堅(jiān)康?0wt%，灰分占20wt%左右。因此，將液化殘?jiān)屑s占50wt%的瀝青類物質(zhì)和重質(zhì)油分離出來進(jìn)行綜合開發(fā)利用，從中提取或制備出更有價(jià)值的產(chǎn)品是可行的。

當(dāng)今對煤液化殘?jiān)睦眉夹g(shù)主要用于鍋爐燃料、焦化制油、氣化制氫等傳統(tǒng)方法。作為燃料直接在鍋爐或窯爐中燃燒，無疑將影響煤液化的經(jīng)濟(jì)性，而且液化殘?jiān)休^高的硫含量將帶來環(huán)境方面的問題。焦化制油雖然增加了煤液化工藝的液體油收率，但液化殘?jiān)⒉荒艿玫阶詈侠淼睦茫虢购徒固窟€有大量的灰分和硫影響到它的用途。將液化殘?jiān)M(jìn)行氣化制氫的方法是一種有效的大規(guī)模利用的途徑，但對殘?jiān)械臑r青類物質(zhì)和重質(zhì)油的高附加值利用潛力未得到體現(xiàn)。

迄今為止，國內(nèi)外已經(jīng)有很多關(guān)于瀝青類物質(zhì)改質(zhì)的研究報(bào)道，如采用氧化熱聚法、加熱聚合法、加壓熱聚法。氧化熱聚法是將瀝青原料間歇式加熱蒸餾釜，再通入壓縮空氣進(jìn)行加熱氧化，釜內(nèi)溫度一般維持在340～360℃，通入的空氣量能將瀝青軟化點(diǎn)提高到所需點(diǎn)為止；國內(nèi)有的焦化廠采用加熱聚合法，可將中溫瀝青軟化點(diǎn)提高到120℃，甲苯不溶物值提高到30wt%左右；日本大阪煤氣公司采用加壓熱聚法，發(fā)現(xiàn)瀝青β樹脂含量比常壓加熱聚合法要高，我國水城鋼鐵公司焦化廠用此方法已生成出合格的改質(zhì)瀝青。

雖然這些瀝青改質(zhì)方法一直被國內(nèi)外生產(chǎn)廠家采用，并且都生產(chǎn)出中高溫改質(zhì)瀝青，例如，軟化點(diǎn)在75～120℃，β樹脂含量在16～35wt%，灰分低于0.5wt%的中高溫改質(zhì)瀝青。但是這些瀝青改質(zhì)方法都是針對軟化點(diǎn)較低（75～95℃）、β樹脂含量在20wt%左右的石油系瀝青或煤焦油系瀝青，且主要是將上述瀝青的軟化點(diǎn)升高至合格改質(zhì)瀝青的要求并保持所得改質(zhì)瀝青的高β樹脂含量；而有關(guān)高軟化點(diǎn)（115～160℃）、低β樹脂含量（5～15wt%）的煤直接液化高溫瀝青改質(zhì)的研究至今未有報(bào)道，這種軟化點(diǎn)過高的煤直接液化高溫瀝青因存在粘結(jié)性太差的劣勢，產(chǎn)品開發(fā)適用性不強(qiáng)，不適合作為搗固煉焦、活性炭和石墨電極粘結(jié)劑、防水卷材、防水涂料等的原料，因此需要繼續(xù)將其進(jìn)行改性以滿足市場所需。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種改質(zhì)瀝青及其制備方法，以煤直接液化高溫瀝青為原料，并改善了其瀝青的性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改質(zhì)瀝青的制備方法，該制備方法包括以下步驟：S1，將煤直接液化高溫瀝青與重質(zhì)油、交聯(lián)劑、催化劑混合，得到混合物，該煤直接液化高溫瀝青的軟化點(diǎn)為115～160℃，β樹脂含量為5～15wt%，灰分含量≤0.5wt%；以及S2，將上述混合物在120～200℃進(jìn)行交聯(lián)聚合得到改質(zhì)瀝青。

進(jìn)一步地，上述交聯(lián)劑選自三聚甲醛、多聚甲醛和苯甲醛中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，上述交聯(lián)劑的用量為所述煤直接液化高溫瀝青的1～50wt%，優(yōu)選15～35%。

進(jìn)一步地，上述催化劑為對甲基苯磺酸。