[發明專利]一種高性能環保瀝青的制備方法

在審

• 申請號: 201510015149.1
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104593033A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 屈濱;朱來福;劉書林;何瑩;張勇;孫剛;王文婷;張功多;孟慶波
• 申請（專利權）人: 中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司
• 主分類號: C10C3/02
• 分類號: C10C3/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及一種高性能環保瀝青的制備方法，以芳香族重質油、煤瀝青中的一種或兩種為原料，以苯并[a]芘含量低于300ppm的煤系或石油系芳香族重質油為調節劑，具體包括如下步驟：原料以0.1～10℃/min速率升溫至350～500℃，在0.1～10MPa壓力下熱聚合反應0.5～30小時得到聚合瀝青，聚合瀝青在薄膜蒸發器或短程蒸發器中蒸發得到高軟化點環保瀝青，再加入高軟化點環保瀝青質量5～50％的調節劑調制得到低軟化點環保瀝青。與現有技術相比，本發明的有益效果是：所制備的環保瀝青具有高結焦值、高β樹脂含量的高性能，更重要的是其低毒、低污染，強致癌性苯并[a]芘(BaP)含量低于300ppm。

技術領域

本發明涉及煤焦油瀝青深加工技術領域，尤其涉及一種高性能環保瀝青的制備方法。

背景技術

煤瀝青是煤焦油蒸餾提取各餾分的殘留物，由于其具有獨特的強粘結能力、熱塑性、較高的殘炭值、炭化產物易石墨化等獨特的功能和特性，且其廉價易得，因此無論在炭材料工業、耐火材料工業、建筑行業等傳統領域，還是在宇航、新能源、新材料等新興領域，煤瀝青都被證明是一種很有價值的產品。然而，隨著現代工業的發展，相關工業對瀝青產品提出了更高要求。

一方面，煤瀝青產品的應用必須滿足日益嚴格的環保要求。煤瀝青中含有對人體健康和環境具有極大危害的苯并[a]芘(BaP)等致癌多環芳烴，且存在于瀝青的生產、加工、儲存和應用各個環節，隨著全球健康和環保意識的增強，使得一些歐美國家已經制定出嚴格標準，用于限制瀝青制品中強致癌物質的排放，比如對煙氣、廢水、瀝青制品中的BaP含量都做了相關規定。德國已經規定在瀝青相關技術產品中的BaP的允許含量不超過50ppm，而煤瀝青中BaP含量一般在1.5～2.5％(15000～25000ppm)(J.Zielinski,etal.Benzo[a]pyrene in coal tar pitch:Chemical conversion in situ by alkylation.Fuel.1996,75(13):1543～1548.)，因而極大限制了瀝青的生產和應用。

另一方面，隨著現代工業的發展，相關行業對瀝青產品除了提出低毒、低污染的環保要求之外，對瀝青產品的性能也提出了更高要求，如更高的結焦值、更高的β樹脂含量及更好的粘結性能等。例如，我國炭材料工業生產普遍采用中溫瀝青(軟化點為75℃～95℃)作為粘結劑，其缺點是：(1)結焦值較低(一般在50％左右)，大量揮發物逸出，使焙燒炭制品氣孔率大，炭材料的性能難以提升；(2)有較多輕質組分，在瀝青熔化、混捏、成型和焙燒過程中逸出較多瀝青煙氣，加重了對環境的污染；(3)含有較少的β樹脂，粘結性能差。我國改質瀝青一級品主要指標為軟化點108～114℃，TI為28～34％，QI為6～14％，β樹脂≥18，結焦值≥56，與發達國家同類產品相比仍然存在較大差距。普通中溫瀝青甚至改質瀝青用于生產普通炭材料產品尚可，但卻無法用于生產高強度和高密度的高性能炭材料產品(如高功率和超高功率石墨電極、大規格優質預焙陽極、微孔炭磚等)，因而不能滿足現代炭材料的大規格化、高性能化的需求。另外，在耐火材料制品如鎂碳磚、滑板、水口、炮泥、鐵溝料等需要低毒、低污染，環境友好、高結焦值、高β樹脂含量的瀝青產品來作為其生產所需的結合劑，來提高其炭化后產品強度、抗熱震、抗剝落及抗氧化等性能。

綜上所述，開發環境友好、高性能的瀝青產品是現代工業發展的需求，是煤瀝青加工的發展趨勢。

發明內容

本發明提供了一種高性能環保瀝青的制備方法，所制備的環保瀝青具有高結焦值、高β樹脂含量的高性能，更重要的是其低毒、低污染，環境友好，特別是強致癌性苯并[a]芘(BaP)含量低于300ppm。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：