[發(fā)明專利]一種中間相瀝青和中間相炭微球的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110043920.1
• 申請(qǐng)日: 2021-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN112831334B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東;龔鑫;李志浩;崔俊杰;趙燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): C10C3/08
• 分類號(hào): C10C3/08;C10C3/02;C01B32/05
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 段雅靜

本發(fā)明涉及一種中間相瀝青和中間相炭微球的制備方法，以重質(zhì)油為原料，經(jīng)正庚烷萃取分離出不溶物，在脫瀝青油中摻雜3wt％～10wt％的有機(jī)金屬配合物進(jìn)行淺度催化，并對(duì)后續(xù)炭微球結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了金屬插層改性；催化產(chǎn)物經(jīng)減壓拔出450℃組分的縮聚重產(chǎn)物，添加10～200ug/g的正庚烷不溶物和1wt％～10wt％自由基助劑，經(jīng)二者協(xié)同縮聚得到廣域中間相瀝青，粉碎過(guò)篩，取不同篩分目數(shù)的中間相瀝青顆粒加至高沸點(diǎn)分散介質(zhì)中乳化成球，經(jīng)洗滌干燥后得到中間相炭微球。本發(fā)明優(yōu)勢(shì)在于采用廉價(jià)易得的重質(zhì)油為原料，采用淺度催化?協(xié)同縮聚?乳化三元組合工藝制備中間相炭微球，具有收率高，粒徑分布均勻，粒徑大小可調(diào)可控的優(yōu)點(diǎn)，此外，還實(shí)現(xiàn)了金屬插層，片層結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種中間相瀝青和中間相炭微球的制備方法，具體為以重質(zhì)油為原料，通過(guò)淺度催化-協(xié)同縮聚-乳化組合工藝制備得到中間相瀝青和中間相炭微球，屬于高級(jí)新型炭材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

世界原油呈現(xiàn)重質(zhì)化的趨勢(shì)，稠油產(chǎn)量日益增長(zhǎng)。原油加工后的包括減壓渣油、常壓渣油、催化裂化油漿以及煤焦油、乙烯焦油等產(chǎn)量也逐年增加，高附加值碳材料的生產(chǎn)為重質(zhì)油提供了一種有效的利用方式。

中間相瀝青，是石油重油、煤焦油、純芳烴化合物等有機(jī)化合物在高溫下經(jīng)過(guò)斷鍵、脫氧、縮聚、堆積等一系列反應(yīng)，形成的含有相當(dāng)數(shù)量中間相的液晶相化合物。中間相瀝青一般具有較高的純度和芳香度，芳香大分子特有的取向排列使其具有光學(xué)各向異性，且其制備成本低、氧化活性高、碳純度較高，是制備高性能碳材料的優(yōu)質(zhì)母體。

炭微球是一種新型炭材料，它具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特性，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的炭材料。中間相炭微球由于具有層片分子平行堆砌的結(jié)構(gòu)，又兼有球形的特點(diǎn)，球徑小而分布均勻，已經(jīng)成為很多新型炭材料的基礎(chǔ)材料，如：等靜壓石墨材料、超高功率電極、鋰離子電池負(fù)極材料、高密度各向同性炭、高比表面活性炭、高效液相色譜柱的填充材料、催化劑載體等，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)、核能工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、新能源、環(huán)保等領(lǐng)域。

專利CN1308113A采用喹啉不溶物(QI)小于10％中溫瀝青和喹啉不溶物(QI)小于0.5％的二次石油重質(zhì)油混合加熱的方法，采用抽提的方法進(jìn)行提取和過(guò)濾，此方法收率一般為10-30％，其中得到的如15μm的中間相炭微球產(chǎn)品收率為13.8％。專利CN1382624與CN1278513A分別采用芳香族重質(zhì)油或?yàn)r青、中溫瀝青，并利用鐵、鈷、鎳的硝化物為催化劑，通過(guò)改變催化劑的品種、用量、混合配比來(lái)調(diào)節(jié)中間相炭微球的粒徑大小、粒徑分布和表面狀態(tài)。專利CN1116386C采用中溫煤焦油瀝青原料和二次石油重質(zhì)油為原料，經(jīng)熱縮聚后，采用抽提法的分離方法得到中間相炭微球產(chǎn)品。專利CN103268941A公開了一種以乳化法、懸浮法為基礎(chǔ)，通過(guò)加入無(wú)水乙醇超聲分散、離心分離，取上層離心液，分離出中間相瀝青顆粒，取適量加入石油醚并超聲分散，再和耐高溫硅油混合，攪拌加熱，并離心分離，最后用有機(jī)溶劑反復(fù)清洗，即可得中間相瀝青微球。現(xiàn)有方法只經(jīng)過(guò)一次熱縮聚反應(yīng)或者直接催化縮聚過(guò)程，所得到的中間相瀝青和中間相炭微球的收率低、粒徑分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，改進(jìn)了中間相瀝青和中間相炭微球制備工藝，以重質(zhì)油為原料，經(jīng)淺度催化、協(xié)同縮聚和乳化過(guò)程，制備出優(yōu)質(zhì)廣域中間相瀝青，以其為原料制備出高品質(zhì)的中間相炭微球，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種中間相瀝青和中間相炭微球的制備方法，以中低溫煤焦油、高溫煤焦油及其餾分、重質(zhì)油餾分、減壓渣油、FCC油漿中的一種或幾種為原料油，通過(guò)摻雜有機(jī)金屬對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，具體包括如下步驟：