[發明專利]一種促進瀝青快速而均質的氧化穩定化的方法

有效

• 申請號: 201811460294.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109609167B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 李開喜;張果麗;管濤濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C10C3/04
• 分類號: C10C3/04
• 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

本發明提供了一種促進瀝青快速而均質的氧化穩定化的方法是軟化點為60?130℃的瀝青研磨后與氧化促進劑混合均勻，封閉加熱到80?150℃，保溫攪拌混合0.5?3 h，降溫出料研磨、篩分成2?80目顆粒，在空氣下，以20?100℃h^?1的氧化升溫速率，從室溫升溫到220?300℃，恒溫0?3 h，降溫即獲得氧化瀝青。本發明具有成本低，氧化穩定化時間短的優點。

技術領域

本發明屬于瀝青的氧化穩定化方法，具體為一種促進瀝青快速而均質的氧化穩定化方法。

背景技術

氧化穩定化是瀝青基炭產品制備過程中維持產品形態形貌和調節微觀結構的關鍵工藝，通常采用空氣吹掃來完成，遵循自由基反應機理。由于氧在瀝青基質中擴散困難，以及瀝青稠環分子與氧反應惰性，因此瀝青通過空氣氧化方式達到穩定化所需時間較長，反應困難，并且均質化差。例如，專利CN 102391885 A采用空氣對無喹啉不溶物的煤焦油瀝青進行氧化穩定化處理，升溫速率為0.5－1.5℃ min^-1，時間長達12－22h。專利CN103272533 A將瀝青球在空氣氣氛中氧化穩定化，升溫速率為20－50℃ h^-1，時間亦長達18－33h。專利CN 106115687 B將瀝青球放入旋轉爐內，通入空氣進行氧化穩定化，時間至少在13.5h以上。

為促進瀝青的氧化穩定化，專利CN 1156123 A在軟化點為200－300℃的高軟化點瀝青中添加芳香溶劑如萘和添加劑如硫元素，既增加了氧擴散通道，也促進了自由基的生成，從而大大縮短了瀝青產品的氧化不熔化時間。但是加萘-除萘的過程不可避免的增加了設備和工藝成本，添加劑硫在氧化過程中會以SO₂或SO₃氣體的形式溢出也會對設備造成腐蝕以及產生環境污染，并且萘和硫還可能留在瀝青產品內部影響產品性能。AtsushiIshihara等人[Carbonization Behavior of Hydrotreated Coal Tar Pitch ContainingFine Molybdenum and Ruthenium Particles,EnergyFuels 1996,10,726-732]通過向瀝青中添加金屬鉬和釕細顆粒促進氧化不熔化，由于低溫下金屬鉬和釕細顆粒可以選擇性的催化瀝青中低分子發生縮聚反應生成大分子，達到氧化不熔化的目的。但是金屬顆粒的加入，無疑會增加后期炭產品的灰分，從而影響瀝青基炭產品的性能。除此之外，絕大部分瀝青基炭產品均采用高軟化點瀝青作為炭前驅體(軟化點200℃)，目的是快速的氧化穩定化，但這無疑也增加了制備成本。

發明內容

針對現有技術缺陷，本發明的目的是提供一種成本低，氧化穩定化時間短的以瀝青為前驅體可顯著促進瀝青快速且均質的氧化穩定化方法。

本發明的方法，包括如下步驟：

(1)選擇軟化點為60－130℃的瀝青作為原料，將其研磨后與氧化促進劑混合均勻，置于高壓反應釜中，封閉加熱到80－150℃，保溫攪拌混合0.5－3h，降溫出料后即得改性瀝青；

(2)將改性瀝青研磨、篩分成2－80目顆粒，置于氧化爐中，在空氣掃速為200－800L h^-1條件下，以20－100℃ h^-1的氧化升溫速率，從室溫升溫到220－300℃，恒溫0－3h，降溫即獲得氧化瀝青。

如上所述，瀝青原料的軟化點為優選為80－120℃。

如上所述，氧化促進劑為過氧化二異丙苯、對異丙苯基苯酚、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,4-二異丙基苯酚中的一種或兩種，其中氧化促進劑和瀝青原料的質量比為(1－20):100，優選為(5－15):100。

如上所述，氧化升溫速率優選為50－80℃ h^-1。