[發明專利]一種煤液化殘渣制可紡瀝青及其制備方法和碳纖維

有效

• 申請號: 201610574118.4
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN107630267B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 劉均慶;鄭冬芳;孔國紅;宮曉頤;段春婷;梁朋;王秋實
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: D01F9/15
• 分類號: D01F9/15;C10C3/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;鄒飛艷

本發明涉及煤液化殘渣生產利用制碳纖維領域，公開了一種煤液化殘渣制可紡瀝青及其制備方法和碳纖維。所述煤液化殘渣制可紡瀝青通過基質輔助?激光解吸/電離?飛行時間質譜，測得所述可紡瀝青的數均分子量為600～1000，重均分子量為700～1200；通過元素分析，所述可紡瀝青中C與H的原子比為(1.4～1.6)：1，以所述可紡瀝青的總量為基準，氧含量為1.8～2.7重量％，氫含量為4.5重量％以上。實現將煤液化殘渣進行利用生產獲得可紡瀝青，并制備得到碳纖維。

技術領域

本發明涉及煤液化殘渣生產利用制碳纖維利用，具體地，涉及一種煤液化殘渣制可紡瀝青及其制備方法和碳纖維。

背景技術

瀝青基碳纖維具有高強度、高模量、耐疲勞性好、耐腐蝕性好、導熱率高、摩擦性能好等優點，可以廣泛應用于剎車片、保溫氈、密封件等領域。

傳統的可紡瀝青原料為煤焦油瀝青或石油瀝青，普遍存在反應過程復雜、收率低、可紡性差的問題。

CN105219414A公開了一種碳纖維用瀝青的制備方法，包括(a)對包含煤焦油作為主要成分的第一碳質原料及包含帶有至少一個羥基的單環或雙環芳香族碳氫化合物的第二碳質原料進行混合，使所述第一碳質原料的含量高于所述第二碳質原料的含量的比率進行混合來生成混合物；(b)對所述混合物實施熱處理；以及(c)從經熱處理的所述混合物中除去低沸點成分。制備碳纖維用瀝青，采用了第二組分增加氫含量，但是最終的氫含量低于4.34％，反應最高收率也僅有52％。

CN103014919A公開了一種通用級瀝青基碳纖維的制備方法，包括將煤焦油軟瀝青置于高壓反應釜中在氮氣保護下加熱至360～440℃，氮氣流量為70～100mL/min，反應30～90min；然后將反應產物脫除成焦組分、輕組分后進行氧化反應得到氧化瀝青；添加改性劑得到改性瀝青；將改性瀝青制備成初生纖維，再不熔化、炭化為瀝青基碳纖維。

CN101135074A公開了一種通用級瀝青碳纖維的制備方法，包括(1)將殘炭為7～10％、灰分為0.01～0.04％的乙烯焦油放入反應釜，通入空氣，乙烯焦油的質量與空氣流量的比值為1800～2000g：0.2～0.4m³/h，以升溫速率為0.5～1.5℃/min升溫到260～330℃恒溫1～7小時，在氮氣保護下升溫至320～380℃，恒溫0.5～4h，制得制備碳纖維用原料紡絲瀝青；(2)將制得的紡絲原料瀝青通過熔融紡絲、不熔化、炭化制得通用級瀝青碳纖維。

CN102477595A公開了一種瀝青基碳纖維及其制備方法，方法包括：(1)將煤直接液化殘渣研磨成粉末，并與四氫喹啉充分混合；將得到的混合液在高壓釜中氮氣保護加熱至150～400℃、壓力2～5MPa，同時通入氫氣加氫，經減壓蒸餾除去原殘渣中含有的大部分硫、氧、氮；采用減壓過濾，除掉四氫喹啉不溶物，得到瀝青原料；(2)將瀝青原料在300～400℃下進行熔融紡絲，得到原絲；(3)將原絲進行預氧化處理，得到預氧絲；(4)將預氧絲進行碳化處理，得到碳絲；(5)將碳絲進行表面處理，即得瀝青基碳纖維。

CN102733008A公開了一種利用煤直接液化殘渣基瀝青烯類物質制備可紡中間相及碳纖維的方法，包括：(1)將煤直接液化殘渣基瀝青烯類物質研磨后置于氮氣保護下在200～500℃、0.1～10MPa的條件下制備中間相；(2)將所得中間相在260～400℃下進行熔融紡絲，得到原絲；(3)將原絲進行預氧化處理，得到氧化碳纖維；(4)將氧化碳纖維進行碳化處理，得到碳纖維。