[發明專利]煤油共液化殘渣制備中間相瀝青或中間相碳微球的方法

有效

• 申請號: 201510478885.0
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN105036116B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 高峰;郭艷玲;李允梅;冉娜妮;申文忠;楊建麗
• 申請（專利權）人: 太原理工大學;中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發明屬于一種制備中間相瀝青或中間相碳微球的方法，具體涉及一種以煤油共液化殘渣制備中間相瀝青或中間相碳微球的方法。

背景技術

煤油共液化是將煤與石油工業中的真空或常壓裂解渣油或其他重質油(包括催化裂化油漿、油砂瀝青、煤焦油等)共同轉化成潔凈液體燃料的最有發展前景的路線。煤油共液化技術是在煤直接液化技術的基礎上發展起來的，它可以改善甚至消除煤直接液化技術存在的缺陷，其優點是把煤液化與渣油加工相結合，效率大大提高，并且具有氫耗低、投資低、轉化率高的優勢。煤油共液化在得到輕質油品和少量氣體的同時，還會有相當量的重質產物(即液化殘渣)產生。目前對液化殘渣的應用除了直接作燃料燃燒等外，基本上還沒有大規模的工業化應用。將液化殘渣作為燃料直接在鍋爐或窯爐中燃燒，無疑將影響煤油共液化的經濟性，而且液化殘渣中較高的硫含量將會污染環境。

煤油共液化殘渣主要由煤中礦物質、殘留催化劑、未反應煤、瀝青烯、前瀝青烯及重油組成。瀝青質(瀝青烯與前瀝青烯的混合物)是液化殘渣的重要組成部分,占殘渣重量的40％左右，揮發分較原煤和殘渣低,難以加氫液化,但其具有較高的碳含量和芳香度,因此易于發生聚合或交聯反應,適宜制備碳材料。重油是液化殘渣的重質餾分油，占殘渣重量的50％左右，重質化和芳環化程度較低，能增強殘渣的流動性，目前重油一般用作煤液化循環溶劑或燃料，用途單一，沒有得到更廣闊的應用。

專利CN103275744A公開了一種從煤直接液化殘渣中分離瀝青類物質的方法及其應用，沒有將液化殘渣中的重油分離開來，重油沒有得到充分合理的利用。專利CN101885976A公開了一種從煤直接液化殘渣中提取重質液化油和中間相瀝青類物質的方法及其應用，分離出來的液化重質油主要是大于350℃的餾分，與瀝青類物質結合力比較強，采用高溫干餾分離時容易導致其結焦，而較難作為煤液化的循環溶劑使用。專利CN102225755A公開了一種基于煤液化殘渣為原料來制備中間相碳微球的方法；專利CN103613089A公開了一種利用煤液化殘渣制備中間相碳微球的方法。這兩種方法均需要在煤液化殘渣中的瀝青類物質中添加化學助劑或縮聚溶劑以及成核促進劑，工藝較繁瑣，成本相對較高，而煤液化殘渣中的重油本身就可以充當縮聚溶劑，這些方法沒有充分體現對重油的利用。

現有技術中主要是利用液化殘渣中的瀝青烯、前瀝青烯或瀝青質等組分制備中間相瀝青，生成的中間相的取向性不是很理想，所得中間相一般為廣域結構，軟化點略高，熔融后流變性能不太好，可紡性不佳。利用重油制備中間相時，所得中間相一般為中間相碳微球及鑲嵌結構，球體沒有融并生長成流線型結構，而且球體的球形度不是很好。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單，生產成本低，利用煤油共液化殘渣制備中間相瀝青或中間相碳微球的方法。

為實現上述目的，本發明的制備方法包括以下步驟：

(1)將煤油共液化殘渣與一級萃取溶劑一起加入索氏提取器中進行正萃取，得到一級萃取液和一級萃余物；

(2)將步驟(1)中的一級萃取液與一級萃余物進行固液分離；

(3)將步驟(2)中的一級萃取液用旋轉蒸發的方法回收溶劑供循環使用，溶劑回收后的剩余物為瀝青質和重油的混合物；

(4)將步驟(3)中獲得的瀝青質和重油的混合物與二級萃取溶劑一起加入索氏提取器中進行正萃取，得到二級萃取液和二級萃余物；

(5)將步驟(4)中的二級萃取液和二級萃余物進行固液分離，固液分離的萃余物進行處理后得到瀝青質；

(6)將步驟(5)中的二級萃取液用旋轉蒸發的方法回收溶劑供循環使用，溶劑回收后的剩余物進行通風處理得到重油；

(7)按重油和瀝青質的質量比為0.25，將步驟(5)中獲得的瀝青質與步驟(6)中獲得的重油混合均勻，得到混合物，并將混合物放入固定狀反應器中進行共碳化熱縮聚反應，生成含有中間相瀝青的熱縮聚產物；

或按重油和瀝青質的質量比為4，將步驟(5)中獲得的瀝青質與步驟(6)中獲得的重油混合均勻，并將混合物放入固定狀反應器中進行共碳化熱縮聚反應，生成含有中間相碳微球的熱縮聚產物；

(8)用有機溶劑喹啉洗滌含有中間相碳微球的熱縮聚產物，過濾并烘干，得到中間相碳微球。