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炭基新材料用原料瀝青及其生產(chǎn)工藝

1076   編輯:管理員   來源:鞍鋼化學科技有限公司  
2023-11-24 16:04:22
權(quán)利要求書: 1.一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,所述原料瀝青包括重質(zhì)精制瀝青、輕質(zhì)精制瀝青和精制氫化瀝青;生產(chǎn)工藝包括如下步驟:步驟一,將原料油經(jīng)減壓蒸餾塔切除輕質(zhì)油后的剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,經(jīng)加壓瀝青化反應(yīng)后,制得聚合瀝青;所述加壓瀝青化反應(yīng)中通入惰性氣體進行置換保護,惰性氣體為高純氮氣或高純氬氣;置換后的初始壓力為0.01~0.5MPa,反應(yīng)終壓為0.3~2.0MPa,反應(yīng)溫度為300~450℃,恒溫時間為0.5~10h,升溫速率為0.5~5℃/min;

步驟二,將步驟一得到的聚合瀝青與第Ⅰ溶劑按設(shè)定劑油比在混合釜內(nèi)混合均勻后,進入連續(xù)沉降系統(tǒng)進行靜置沉降分離,經(jīng)過油品計量槽對中間產(chǎn)物收率比進行標定,得到富芳輕質(zhì)油和富芳重質(zhì)油;所述聚合瀝青與第Ⅰ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為(0.5~5):1;所述中間產(chǎn)物收率比為富芳輕質(zhì)油與富芳重質(zhì)油的質(zhì)量比,且中間產(chǎn)物收率比為(5~9.5):(5~

0.5);

步驟三,將步驟二得到的富芳重質(zhì)油再與第Ⅰ溶劑按設(shè)定劑油比送入混合釜混合均勻后,通過離心泵送入分離裝置一進行分離處理,得到可溶組分和不溶組分;所述富芳重質(zhì)油與第Ⅰ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(0.2~10);

步驟四,將步驟二得到的富芳輕質(zhì)油與步驟三得到的可溶組分按設(shè)定比例混合,經(jīng)減壓蒸餾塔進行處理,塔中回收第Ⅰ溶劑,塔頂?shù)玫礁碑a(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青;所述富3

芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比(0.5~5):(0.5~5)混合,混合物的密度為0.85~1.0g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%;所述減壓蒸餾塔的蒸餾條件為:塔底溫度控制在250~

360℃,塔頂溫度控制在100~240℃,真空度控制在0.01~0.09MPa;所述輕質(zhì)精制瀝青的軟化點為20~120℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%,H/C原子比為(0.45~0.6):1;

步驟五,將步驟四得到的輕質(zhì)精制瀝青與供氫試劑按設(shè)定劑油比導入加氫反應(yīng)器,經(jīng)加氫反應(yīng)制得氫化瀝青,所述輕質(zhì)精制瀝青與供氫試劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(1~8);加氫反應(yīng)條件為:加氫反應(yīng)器內(nèi)充入氮氣或氬氣,初始壓力0.5~3MPa,升溫速率1~10℃/min,終溫360~440℃,保溫時間1~10h,最終釜內(nèi)壓力4~20MPa;將氫化瀝青送入分離裝置二進行分離處理去除殘渣,再經(jīng)閃蒸塔回收未反應(yīng)的供氫試劑,得到精制氫化瀝青;所述閃蒸塔的閃蒸條件為:氣相溫度120~240℃,真空度0.01~0.09MPa,終溫停留時間0.5~10h;

將步驟三得到的不溶組分依次與第Ⅰ溶劑、第Ⅱ溶劑按設(shè)定劑油比導入混合釜混合均勻后,送入分離裝置三進行萃取分離處理,得到濾液和濾渣;所述不溶組分與第Ⅰ溶劑或第Ⅱ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(0.5~10);所述精制氫化瀝青的軟化點為30~80℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量0~0.05%,H/C原子比為(0.55~0.75):1;

步驟六,將步驟五得到的濾液經(jīng)減壓蒸餾塔處理,塔中分別回收第Ⅰ溶劑和第Ⅱ溶劑,塔頂?shù)玫礁碑a(chǎn)輕油,塔底得到重質(zhì)精制瀝青;所述減壓蒸餾塔的處理條件為:塔底溫度控制在220~380℃,塔頂溫度控制在120~280℃,真空度控制在0.01~0.09MPa;所述重質(zhì)精制瀝青的軟化點為30~120℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為2%~20%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~

0.2%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟一中,所述原料油是中溫煤焦油、低溫煤焦油、高溫煤焦油、石油系渣油、催化裂化油漿或煤液化重質(zhì)油,原料油中的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.1%~20%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟一中,所述減壓蒸餾塔的蒸餾條件為,塔底溫度控制在220~360℃,塔頂溫度控制在180~280℃,真空度控制在0.01~0.09MPa。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟一中,所述聚合反應(yīng)釜的加熱方式為導熱熔鹽加熱、導熱油加熱、電阻絲加熱或電磁感應(yīng)線圈加熱,釜壁設(shè)夾套保溫,釜頂設(shè)有攪拌裝置,攪拌裝置包括上層攪拌槳、中層攪拌槳和下層攪拌槳。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟一3

中,所述聚合瀝青的軟化點為20~120℃,密度為0.8~1.3g/cm ,其所生成微晶單元的尺寸控制在2~15μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟二中,所述第Ⅰ溶劑為煤焦油分離過程中200~350℃餾分、煤直接液化輕質(zhì)油、洗油、一蒽油、二蒽油、焦化重油、焦化輕油、萘油、煤油、石油醚、汽油、柴油、潤滑油、石蠟油中的任意一種或兩種以上混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟二中,所述聚合瀝青與第Ⅰ溶劑在混合釜內(nèi)混合的條件為:混合溫度80~200℃,混合時間0.5~4h,攪拌轉(zhuǎn)速為50~200rad/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟二中,所述連續(xù)沉降系統(tǒng)由2~10個串聯(lián)的沉降塔組成,沉降塔設(shè)有上攪拌裝置、下攪拌裝置和側(cè)攪拌裝置;沉降塔的長徑比為(1~20):1,沿沉降塔高向塔身的1/10~3/5高度段設(shè)一至多個取樣口;沉降溫度為80~200℃,沉降時間為0.5~10h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟二3

中,所述富芳輕質(zhì)油的密度為0.75~1.1g/cm ,且喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.1%,所述富3

芳重質(zhì)油的密度為1.0~1.35g/cm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟三中,所述富芳重質(zhì)油與第Ⅰ溶劑在混合釜內(nèi)混合的條件為:混合溫度80~180℃,混合時間

0.5~4h,攪拌轉(zhuǎn)速50~200rad/min。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟三中,所述分離裝置一為離心機、抽濾機或萃取反應(yīng)釜,分離裝置中設(shè)篩網(wǎng),篩網(wǎng)的目數(shù)為

300~1200目,分離條件為:分離溫度60~150℃,分離時間0.5~10h。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟三中,所述可溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%,不溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為20%~95%。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟五中,所述供氫試劑為四氫萘、八氫萘、四氫喹啉、十氫喹啉中的任意一種或兩種以上混合物。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟五中,所述加氫反應(yīng)器為高溫高壓反應(yīng)釜、固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟五中,所述氫化瀝青的H/C原子比為(0.55~0.75):1。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟五中,所述分離裝置二為離心機、抽濾機或壓濾機。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟五中,所述第Ⅱ溶劑為庚烷、戊烷、四氫呋喃、甲苯、二甲苯、吡啶、喹啉、異喹啉中的任意一種或兩種以上混合物。

18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,其特征在于,步驟五中,所述濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.1%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為0~10%。

說明書: 一種炭基新材料用原料瀝青及其生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及煤瀝青高效利用技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種炭基新材料用原料瀝青及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)[0002] 重質(zhì)芳香烴類物質(zhì)(如煤焦油瀝青、石油瀝青以及多種重質(zhì)油等)是煤焦油加工、石油加工過程分離出來的大宗產(chǎn)品,其加工利用水平對整個煤焦油加工、石油加工及炭材

料開發(fā)、制備至關(guān)重要。重質(zhì)芳香烴類物質(zhì)是由稠環(huán)芳烴組成的復雜混合物,具有高分子

量、高芳香度、高縮合度,以及碳含量高、雜原子及金屬含量相對較低等特點,是一種制備功

能型炭基新材料的優(yōu)質(zhì)前驅(qū)體。

[0003] 起始原料的性質(zhì)以及制備條件是影響最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及性能的重要原因,對重質(zhì)芳香烴類物質(zhì)化學組成與分子結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計,以稠環(huán)芳烴分子為基本結(jié)構(gòu)單元開發(fā)、

制備功能型炭基新材料,有望成為煤系、石油系原料油高附加值利用的重要途徑之一,如浸

漬劑瀝青、粘結(jié)劑瀝青、特種瀝青、通用級炭纖維用可紡瀝青、鋰離子電池負極材料、超高功

率石墨電極、球形活性炭、煤系中間相瀝青、高性能炭纖維可紡瀝青、高導熱泡沫炭等,這些

產(chǎn)品在化工、冶金、建筑、航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著不可忽視的作用。

[0004] 炭基新材料用原料瀝青應(yīng)具有芳香族化合物含量高(60%以上)、分子量分布窄、含烷基側(cè)鏈和環(huán)烷基團、側(cè)鏈少而短、雜元素及灰分含量低等特點。以重質(zhì)芳香烴類物質(zhì)直

接縮聚合成的瀝青不能滿足上述要求,需要對重質(zhì)芳香烴類物質(zhì)進行預處理或改性處理,

以調(diào)整重質(zhì)芳香烴類物質(zhì)化學組成與分子結(jié)構(gòu)、控制原料結(jié)構(gòu)及分子量分布、脫除灰分和

雜原子。

[0005] 公開號為CN103205271B的中國發(fā)明專利公開了一種“高溫煤焦油加氫生產(chǎn)中間相瀝青的方法”,將高溫煤焦油脫除鹽分和喹啉不溶物得到澄清油;將澄清油作為加氫進料油

或澄清油預蒸餾得到沸點大于230℃的塔底組份,將塔底組份調(diào)配成加氫進料油;將加氫進

料油催化加氫精制得到加氫精制油;將加氫精制油蒸餾后得到氫化瀝青;氫化瀝青再經(jīng)熱

縮聚得到中間相瀝青。產(chǎn)品中間相含量高,軟化點低,雜質(zhì)含量低。

[0006] 公開號為CN107474866B的中國發(fā)明專利公開了“一種高品質(zhì)中間相瀝青的制備方法”,包括:(1)通過沉降、溶劑提純的方法對原料石油瀝青進行提純得到凈化石油瀝青;(2)

以凈化石油瀝青、純芳烴化合物為原料,在一定條件下采用加氫法對其進行加氫處理,得到

具有一定氫化量的氫化中間體;(3)在得到的氫化中間體中加入少量的HF/BF3催化劑進行

兩步熱縮聚,得到高品質(zhì)中間相瀝青??商嵘a(chǎn)品性能,降低生產(chǎn)成本。

[0007] 公開號為CN102942945B的中國發(fā)明專利公開了“一種可溶性中間相瀝青的制備方法”。包括:(1)取低軟化點原料瀝青或乙烯焦油,在惰性氣氛中熱處理,然后短程蒸餾或閃

蒸物料,脫除輕餾分,收集重餾分,即重組分瀝青;(2)將重組分瀝青制成中間相瀝青;(3)將

中間相瀝青溫度降至320~400℃,脫除體系內(nèi)輕組分,收集重組分即中間相瀝青。主要解決

現(xiàn)有的制備中間相瀝青的方法存在工藝復雜、對設(shè)備要求高,成本高,工業(yè)化過程困難等問

題。

[0008] 公開號為CN106929084A的中國專利申請公開了“一種石油系可紡中間相瀝青的制備方法”,包括:幾乎不含甲苯不溶物和喹啉不溶物的石油系中溫瀝青經(jīng)熱處理、減壓蒸餾

后在供氫溶劑的存在下進行加氫處理,最后再進行一次熱處理獲得可紡中間相瀝青。制得

的中間相瀝青軟化點相對低,中間相含量高,適宜于制備高性能碳纖維。

[0009] 公開號為CN102899061B的中國發(fā)明專利公開了“一種制備高純中間相瀝青的方法及制得的高純中間相瀝青”。其采用精萘為原料,以無水三氧化鋁為催化劑,在100~220℃

油浴下以200~600r/min的攪拌速率反應(yīng)5~20h;再除去催化劑即得萘瀝青;然后將萘瀝青

在350~480℃下以400~1000r/min的攪拌速率聚合3~24h,制得高純中間相瀝青。所制備

的中間相瀝青純度高、軟化點低、中間相含量高、具有廣域流線型光學各向異性結(jié)構(gòu)、熔融

后流變性能優(yōu)異、可紡性好,特別適宜用作高性能瀝青基炭纖維等新型炭材料的優(yōu)質(zhì)原料。

[0010] 與上述技術(shù)方案相比,本發(fā)明是一種炭基新材料用優(yōu)質(zhì)瀝青原料的生產(chǎn)工藝,將原料油經(jīng)減壓蒸餾后剩余產(chǎn)物在聚合釜內(nèi)通過瀝青化反應(yīng)制得聚合瀝青,再采用兩種溶劑

分別通過混合釜、沉降系統(tǒng)、加氫反應(yīng)器、減壓蒸餾塔、離心機、壓濾機、抽濾機和萃取反應(yīng)

釜等工藝設(shè)備進行組分分離及反應(yīng)??商峁┓肿恿糠植颊⒎肿恿看笮∵m中、分子排列高度

有序、流動性良好、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)良、熱反應(yīng)活性穩(wěn)定的炭基新材料用優(yōu)質(zhì)瀝青原料。

發(fā)明內(nèi)容[0011] 本發(fā)明提供了一種炭基新材料用原料瀝青及其生產(chǎn)工藝,用于制備一種分子量分布窄、分子量大小適中、分子排列高度有序、流動性良好、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)良、熱反應(yīng)活性穩(wěn)定

的優(yōu)質(zhì)瀝青原料,不僅為炭基新材料的研發(fā)與制備提供了條件,同時解決了煤焦油與煤瀝

青高效高附加值利用的問題。

[0012] 為了達到上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):[0013] 一種炭基新材料用原料瀝青,所述原料瀝青為軟化點為30~120℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為2%~20%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.2%的重質(zhì)精制瀝青。

[0014] 一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:[0015] 步驟一,將原料油經(jīng)減壓蒸餾塔切除輕質(zhì)油后的剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,經(jīng)加壓瀝青化反應(yīng)后,制得聚合瀝青;所述加壓瀝青化反應(yīng)中通入惰性氣體進行置換保護,惰性

氣體為高純氮氣或高純氬氣;置換后的初始壓力為0.01~0.5MPa,反應(yīng)終壓為0.3~

2.0MPa,反映溫度為300~450℃,恒溫時間為0.5~10h,升溫速率為0.5~5℃/min;

[0016] 步驟二,將步驟一得到的聚合瀝青與第Ⅰ溶劑按設(shè)定劑油比在混合釜內(nèi)混合均勻后,進入連續(xù)沉降系統(tǒng)進行靜置沉降分離,經(jīng)過油品計量槽對中間產(chǎn)物收率比進行標定,得

到富芳輕質(zhì)油和富芳重質(zhì)油;所述聚合瀝青與第Ⅰ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為(0.5~5):1;所

述中間產(chǎn)物收率比為富芳輕質(zhì)油與富芳重質(zhì)油的質(zhì)量比,且中間產(chǎn)物收率比為(5~9.5):

(5~0.5);

[0017] 步驟三,將步驟二得到的富芳重質(zhì)油再與第Ⅰ溶劑按設(shè)定劑油比送入混合釜混合均勻后,通過離心泵送入分離裝置一進行分離處理,得到可溶組分和不溶組分;所述富芳重

質(zhì)油與第Ⅰ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(0.2~10);

[0018] 步驟四,將步驟二得到的富芳輕質(zhì)油與步驟三得到的可溶組分按設(shè)定比例混合,經(jīng)減壓蒸餾塔進行處理,塔中回收第Ⅰ溶劑,塔頂?shù)玫礁碑a(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青;所

述富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比(0.5~5):(0.5~5)混合,混合物的密度為0.85~1.0g/

3

cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%;所述減壓蒸餾塔的蒸餾條件為:塔底溫度控制在

250~360℃,塔頂溫度控制在100~240℃,真空度控制在0.01~0.09MPa;

[0019] 步驟五,將步驟四得到的輕質(zhì)精制瀝青與供氫試劑按設(shè)定劑油比導入加氫反應(yīng)器,經(jīng)加氫反應(yīng)制得氫化瀝青,所述輕質(zhì)精制瀝青與供氫試劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(1~

8);加氫反應(yīng)條件為:加氫反應(yīng)器內(nèi)充入氮氣或氬氣,初始壓力0.5~3MPa,升溫速率1~10

℃/min,終溫360~440℃,保溫時間1~10h,最終釜內(nèi)壓力4~20MPa;將氫化瀝青送入分離

裝置二進行分離處理去除殘渣,再經(jīng)閃蒸塔回收未反應(yīng)的供氫試劑,得到精制氫化瀝青;所

述閃蒸塔的閃蒸條件為:氣相溫度120~240℃,真空度0.01~0.09MPa,終溫停留時間0.5~

10h;將步驟三得到的不溶組分依次與第Ⅰ溶劑、第Ⅱ溶劑按設(shè)定劑油比導入混合釜混合均

勻后,送入分離裝置三進行萃取分離處理,得到濾液和濾渣;所述不溶組分與第Ⅰ溶劑或第

Ⅱ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(0.5~10);

[0020] 步驟六,將步驟五得到的濾液經(jīng)減壓蒸餾塔處理,塔中分別回收第Ⅰ溶劑和第Ⅱ溶劑,塔頂?shù)玫礁碑a(chǎn)輕油,塔底得到重質(zhì)精制瀝青;所述減壓蒸餾塔的處理條件為:塔底溫度

控制在220~380℃,塔頂溫度控制在120~280℃,真空度控制在0.01~0.09MPa。

[0021] 步驟一中,所述原料油是中溫煤焦油、低溫煤焦油、高溫煤焦油、石油系渣油、催化裂化油漿或煤液化重質(zhì)油,原料油中的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.1%~20%。

[0022] 步驟一中,所述減壓蒸餾塔的蒸餾條件為,塔底溫度控制在220~360℃,塔頂溫度控制在180~280℃,真空度控制在0.01~0.09MPa。

[0023] 步驟一中,所述聚合反應(yīng)釜的加熱方式為導熱熔鹽加熱、導熱油加熱、電阻絲加熱或電磁感應(yīng)線圈加熱,釜壁設(shè)夾套保溫,釜頂設(shè)有攪拌裝置,攪拌裝置包括上層攪拌槳、中

層攪拌槳和下層攪拌槳。

[0024] 步驟一中,所述聚合瀝青的軟化點為20~120℃,密度為0.8~1.3g/cm3,其所生成微晶單元的尺寸控制在2~15μm。

[0025] 步驟二中,所述第Ⅰ溶劑為煤焦油分離過程中200~350℃餾分、煤直接液化輕質(zhì)油、洗油、一蒽油、二蒽油、焦化重油、焦化輕油、萘油、煤油、石油醚、汽油、柴油、潤滑油、石

蠟油中的任意一種或兩種以上混合物。

[0026] 步驟二中,所述聚合瀝青與第Ⅰ溶劑在混合釜內(nèi)混合的條件為:混合溫度80~200℃,混合時間0.5~4h,攪拌轉(zhuǎn)速為50~200rad/min。

[0027] 步驟二中,所述連續(xù)沉降系統(tǒng)由2~10個串聯(lián)的沉降塔組成,沉降塔設(shè)有上攪拌裝置、下攪拌裝置和側(cè)攪拌裝置;沉降塔的長徑比為(1~20):1,沿沉降塔高向塔身的1/10~

3/5高度段設(shè)一至多個取樣口;沉降溫度為80~200℃,沉降時間為0.5~10h。

[0028] 步驟二中,所述富芳輕質(zhì)油的密度為0.75~1.1g/cm3,且喹啉不溶物質(zhì)量含量為03

~0.1%,所述富芳重質(zhì)油的密度為1.0~1.35g/cm。

[0029] 步驟三中,所述富芳重質(zhì)油與第Ⅰ溶劑在混合釜內(nèi)混合的條件為:混合溫度80~180℃,混合時間0.5~4h,攪拌轉(zhuǎn)速50~200rad/min。

[0030] 步驟三中,所述分離裝置一為離心機、抽濾機或萃取反應(yīng)釜,分離裝置中設(shè)篩網(wǎng),篩網(wǎng)的目數(shù)為300~1200目,分離條件為:分離溫度60~150℃,分離時間0.5~10h。

[0031] 步驟三中,所述可溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%,不溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為20%~95%。

[0032] 步驟四中,所述輕質(zhì)精制瀝青的軟化點為20~120℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%,H/C原子比為(0.45~0.6):1。

[0033] 步驟五中,所述供氫試劑為四氫萘、八氫萘、四氫喹啉、十氫喹啉中的任意一種或兩種以上混合物。

[0034] 步驟五中,所述加氫反應(yīng)器為高溫高壓反應(yīng)釜、固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。[0035] 步驟五中,所述氫化瀝青的H/C原子比為(0.55~0.75):1。[0036] 步驟五中,所述分離裝置二為離心機、抽濾機或壓濾機。[0037] 步驟五中,所述精制氫化瀝青的軟化點為30~80℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量0~0.05%,H/C原子比為(0.55~0.75):1。

[0038] 步驟五中,所述第Ⅱ溶劑為庚烷、戊烷、四氫呋喃、甲苯、二甲苯、吡啶、喹啉、異喹啉中的任意一種或兩種以上混合物。

[0039] 步驟五中,所述濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.1%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為0~10%。

[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:[0041] 1)可制備得到一種分子量分布窄、分子量大小適中、分子排列高度有序、流動性良好、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)良、熱反應(yīng)活性穩(wěn)定的炭基新材料用優(yōu)質(zhì)瀝青原料;

[0042] 2)應(yīng)用本發(fā)明所述工藝,煤瀝青的加工程度高、品種多且產(chǎn)品附加值高,為炭基新材料的研發(fā)與制備提高了優(yōu)質(zhì)原料;

[0043] 3)產(chǎn)品多樣且性能指標靈活可調(diào),能夠更好地適應(yīng)市場變化及需求,降低企業(yè)經(jīng)營風險;

[0044] 4)原料瀝青可作為浸漬劑瀝青、粘結(jié)劑瀝青、特種瀝青、優(yōu)質(zhì)針狀焦、超高功率石墨電極,中間相瀝青、高性能炭纖維可紡瀝青、高導熱泡沫炭,體中間相焦、通用級炭纖維、

球形活性炭、高容量型鋰離子電池負極材料等的原料。

附圖說明[0045] 圖1是本發(fā)明實施例1所述一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝的流程圖。[0046] 圖中:1.原料油儲罐2.1號加熱爐3.1號減壓蒸餾塔4.重油儲罐5.輕油儲罐6.聚合反應(yīng)釜7.瀝青儲罐8.1號混合釜9.連續(xù)沉降系統(tǒng)10.重質(zhì)油計量槽11.輕質(zhì)油計量槽12.富

芳重質(zhì)油儲罐13.富芳輕質(zhì)油儲罐14.第Ⅰ溶劑儲罐15.2號混合釜16.離心機17.不溶組分儲

罐18.可溶組分儲罐19.3號混合釜20.2號加熱爐21.2號減壓蒸餾塔22.1號第Ⅰ溶劑回收罐

23.輕質(zhì)精制瀝青儲罐24.供氫試劑儲罐25.高溫高壓反應(yīng)釜26.氫化瀝青儲罐27.抽濾機

28.殘渣罐29.氫化瀝青中間罐30.閃蒸塔31.供氫試劑回收罐32.精制氫化瀝青儲罐33.第

Ⅱ溶劑儲罐34.4號混合釜35.壓濾機36.濾渣儲罐37.濾液儲罐38.3號加熱爐39.3號減壓蒸

餾塔40.2號第Ⅰ溶劑回收罐41.第Ⅱ溶劑回收罐42.重質(zhì)精制瀝青儲罐

具體實施方式[0047] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明:[0048] 本發(fā)明所述一種炭基新材料用原料瀝青,所述原料瀝青為軟化點為30~120℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為2%~20%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.2%的重質(zhì)精制瀝青。

[0049] 一種炭基新材料用原料瀝青的生產(chǎn)工藝,包括如下步驟:[0050] 步驟一,將原料油經(jīng)減壓蒸餾塔切除輕質(zhì)油后的剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,經(jīng)加壓瀝青化反應(yīng)后,制得聚合瀝青;所述加壓瀝青化反應(yīng)中通入惰性氣體進行置換保護,惰性

氣體為高純氮氣或高純氬氣;置換后的初始壓力為0.01~0.5MPa,反應(yīng)終壓為0.3~

2.0MPa,反映溫度為300~450℃,恒溫時間為0.5~10h,升溫速率為0.5~5℃/min;

[0051] 步驟二,將步驟一得到的聚合瀝青與第Ⅰ溶劑按設(shè)定劑油比在混合釜內(nèi)混合均勻后,進入連續(xù)沉降系統(tǒng)進行靜置沉降分離,經(jīng)過油品計量槽對中間產(chǎn)物收率比進行標定,得

到富芳輕質(zhì)油和富芳重質(zhì)油;所述聚合瀝青與第Ⅰ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為(0.5~5):1;所

述中間產(chǎn)物收率比為富芳輕質(zhì)油與富芳重質(zhì)油的質(zhì)量比,且中間產(chǎn)物收率比為(5~9.5):

(5~0.5);

[0052] 步驟三,將步驟二得到的富芳重質(zhì)油再與第Ⅰ溶劑按設(shè)定劑油比送入混合釜混合均勻后,通過離心泵送入分離裝置一進行分離處理,得到可溶組分和不溶組分;所述富芳重

質(zhì)油與第Ⅰ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(0.2~10);

[0053] 步驟四,將步驟二得到的富芳輕質(zhì)油與步驟三得到的可溶組分按設(shè)定比例混合,經(jīng)減壓蒸餾塔進行處理,塔中回收第Ⅰ溶劑,塔頂?shù)玫礁碑a(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青;所

述富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比(0.5~5):(0.5~5)混合,混合物的密度為0.85~1.0g/

3

cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%;所述減壓蒸餾塔的蒸餾條件為:塔底溫度控制在

250~360℃,塔頂溫度控制在100~240℃,真空度控制在0.01~0.09MPa;

[0054] 步驟五,將步驟四得到的輕質(zhì)精制瀝青與供氫試劑按設(shè)定劑油比導入加氫反應(yīng)器,經(jīng)加氫反應(yīng)制得氫化瀝青,所述輕質(zhì)精制瀝青與供氫試劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(1~

8);加氫反應(yīng)條件為:加氫反應(yīng)器內(nèi)充入氮氣或氬氣,初始壓力0.5~3MPa,升溫速率1~10

℃/min,終溫360~440℃,保溫時間1~10h,最終釜內(nèi)壓力4~20MPa;將氫化瀝青送入分離

裝置二進行分離處理去除殘渣,再經(jīng)閃蒸塔回收未反應(yīng)的供氫試劑,得到精制氫化瀝青;所

述閃蒸塔的閃蒸條件為:氣相溫度120~240℃,真空度0.01~0.09MPa,終溫停留時間0.5~

10h;將步驟三得到的不溶組分依次與第Ⅰ溶劑、第Ⅱ溶劑按設(shè)定劑油比導入混合釜混合均

勻后,送入分離裝置三進行萃取分離處理,得到濾液和濾渣;所述不溶組分與第Ⅰ溶劑或第

Ⅱ溶劑的劑油比按質(zhì)量比為1:(0.5~10);

[0055] 步驟六,將步驟五得到的濾液經(jīng)減壓蒸餾塔處理,塔中分別回收第Ⅰ溶劑和第Ⅱ溶劑,塔頂?shù)玫礁碑a(chǎn)輕油,塔底得到重質(zhì)精制瀝青;所述減壓蒸餾塔的處理條件為:塔底溫度

控制在220~380℃,塔頂溫度控制在120~280℃,真空度控制在0.01~0.09MPa。

[0056] 步驟一中,所述原料油是中溫煤焦油、低溫煤焦油、高溫煤焦油、石油系渣油、催化裂化油漿或煤液化重質(zhì)油,原料油中的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.1%~20%。

[0057] 步驟一中,所述減壓蒸餾塔的蒸餾條件為,塔底溫度控制在220~360℃,塔頂溫度控制在180~280℃,真空度控制在0.01~0.09MPa。

[0058] 步驟一中,所述聚合反應(yīng)釜的加熱方式為導熱熔鹽加熱、導熱油加熱、電阻絲加熱或電磁感應(yīng)線圈加熱,釜壁設(shè)夾套保溫,釜頂設(shè)有攪拌裝置,攪拌裝置包括上層攪拌槳、中

層攪拌槳和下層攪拌槳。

[0059] 步驟一中,所述聚合瀝青的軟化點為20~120℃,密度為0.8~1.3g/cm3,其所生成微晶單元的尺寸控制在2~15μm。

[0060] 步驟二中,所述第Ⅰ溶劑為煤焦油分離過程中200~350℃餾分、煤直接液化輕質(zhì)油、洗油、一蒽油、二蒽油、焦化重油、焦化輕油、萘油、煤油、石油醚、汽油、柴油、潤滑油、石

蠟油中的任意一種或兩種以上混合物。

[0061] 步驟二中,所述聚合瀝青與第Ⅰ溶劑在混合釜內(nèi)混合的條件為:混合溫度80~200℃,混合時間0.5~4h,攪拌轉(zhuǎn)速為50~200rad/min。

[0062] 步驟二中,所述連續(xù)沉降系統(tǒng)由2~10個串聯(lián)的沉降塔組成,沉降塔設(shè)有上攪拌裝置、下攪拌裝置和側(cè)攪拌裝置;沉降塔的長徑比為(1~20):1,沿沉降塔高向塔身的1/10~

3/5高度段設(shè)一至多個取樣口;沉降溫度為80~200℃,沉降時間為0.5~10h。

[0063] 步驟二中,所述富芳輕質(zhì)油的密度為0.75~1.1g/cm3,且喹啉不溶物質(zhì)量含量為03

~0.1%,所述富芳重質(zhì)油的密度為1.0~1.35g/cm。

[0064] 步驟三中,所述富芳重質(zhì)油與第Ⅰ溶劑在混合釜內(nèi)混合的條件為:混合溫度80~180℃,混合時間0.5~4h,攪拌轉(zhuǎn)速50~200rad/min。

[0065] 步驟三中,所述分離裝置一為離心機、抽濾機或萃取反應(yīng)釜,分離裝置中設(shè)篩網(wǎng),篩網(wǎng)的目數(shù)為300~1200目,分離條件為:分離溫度60~150℃,分離時間0.5~10h。

[0066] 步驟三中,所述可溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%,不溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為20%~95%。

[0067] 步驟四中,所述輕質(zhì)精制瀝青的軟化點為20~120℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.05%,H/C原子比為(0.45~0.6):1。

[0068] 步驟五中,所述供氫試劑為四氫萘、八氫萘、四氫喹啉、十氫喹啉中的任意一種或兩種以上混合物。

[0069] 步驟五中,所述加氫反應(yīng)器為高溫高壓反應(yīng)釜、固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。[0070] 步驟五中,所述氫化瀝青的H/C原子比為(0.55~0.75):1。[0071] 步驟五中,所述分離裝置二為離心機、抽濾機或壓濾機。[0072] 步驟五中,所述精制氫化瀝青的軟化點為30~80℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量0~0.05%,H/C原子比為(0.55~0.75):1。

[0073] 步驟五中,所述第Ⅱ溶劑為庚烷、戊烷、四氫呋喃、甲苯、二甲苯、吡啶、喹啉、異喹啉中的任意一種或兩種以上混合物。

[0074] 步驟五中,所述濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量為0~0.1%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為0~10%。

[0075] 以下實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。下述實施例中所用方法如無特

別說明均為常規(guī)方法。

[0076] 【實施例1】[0077] 如圖1所示,本實施例中,將儲存在原料油儲罐1中、喹啉不溶物質(zhì)量含量為1.53wt%的原料低溫煤焦油,經(jīng)1號加熱爐2送入1號減壓蒸餾塔3,塔頂溫度控制在240℃,

塔底溫度控制在350℃,真空度控制在0.08MPa,塔頂氣相線得到副產(chǎn)輕質(zhì)油送往輕油儲罐

5;塔底剩余產(chǎn)物送入重油儲罐4;重油儲罐4中的重質(zhì)油送入聚合反應(yīng)釜6進行瀝青化反應(yīng),

首先采用高純氮氣置換聚合反應(yīng)釜6中的空氣,使其初始壓力為0.05MPa,自升壓;再以3℃/

min的升溫速率從常溫升溫至360℃,恒溫停留8h,釜內(nèi)終壓保持在0.45MPa,制得聚合瀝青

3

送入瀝青儲罐7,聚合瀝青的軟化點為30℃,密度為0.958g/cm。

[0078] 將聚合瀝青降溫至200℃左右,與洗油按質(zhì)量比3:1送入1號混合釜8混合,混合溫度為120℃,在80rad/min攪拌速度下攪拌1.5h使其混合均勻后,通過離心泵送入由3個串聯(lián)

的沉降塔組成的連續(xù)沉降系統(tǒng)9進行沉降分離,沉降塔的長徑比為8:1;沉降溫度為130℃,

沉降時間為3h,再經(jīng)過輕質(zhì)油計量槽11與重質(zhì)油計量槽10按收率比8:2分離得到富芳輕質(zhì)

油和富芳重質(zhì)油,分別送入富芳輕質(zhì)油儲罐13和富芳重質(zhì)量油罐罐12中;富芳輕質(zhì)油的密

3 3

度為1.0g/cm,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.05%,富芳重質(zhì)油的密度為1.3g/cm。

[0079] 將富芳重質(zhì)油與儲存在第Ⅰ溶劑儲罐14中的洗油按質(zhì)量比1:3送入2號混合釜15混合,混合溫度為120℃,在80rad/min攪拌速度下攪拌1.5h使其混合均勻后,通過離心泵送入

離心機16進行分離處理,分離溫度為70℃,在800rad/min離心轉(zhuǎn)速下分離2h,離心機內(nèi)篩網(wǎng)

的目數(shù)為400目。離心分離得到可溶組分喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.05%,不溶組分喹啉不溶

物質(zhì)量含量為25%。可溶組分儲存在可溶組分儲罐18中,不溶組分儲存在不溶組分儲罐17

中。

[0080] 將富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比1:1經(jīng)3號混合釜19混合,混合物的密度為3

0.9g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%。將混合后物料經(jīng)2號加熱爐20送入2號減壓蒸餾

塔21,塔頂溫度控制在200℃,塔底溫度控制在275℃,真空度控制在0.08MPa。塔中側(cè)線切取

洗油送入1號第Ⅰ溶劑回收罐22,塔頂氣相線得到副產(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青送入輕

質(zhì)精質(zhì)瀝青儲罐23,輕質(zhì)精制瀝青的軟化點為30℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%,H/C原

子比為0.5:1。

[0081] 將輕質(zhì)精制瀝青與儲存在供氫試劑儲罐24中的四氫萘按質(zhì)量比1:3送入高溫高壓反應(yīng)釜25,混合溫度為130℃,在80rad/min攪拌速度下攪拌1.5h使其混合均勻后,充入氮

氣,初始壓力為1MPa,以4℃/min的升溫速率升至420℃,保溫4h,最終釜內(nèi)壓力在4MPa,得到

氫化瀝青送入氫化瀝青儲罐26,其H/C原子比為0.6:1。再將氫化瀝青送入抽濾機27,在氣相

溫度200℃,真空度0.08MPa,終溫停留時間為4h,篩網(wǎng)目數(shù)200目下進行分離去除殘渣,殘渣

進入殘渣罐28。將去除殘渣后的剩余產(chǎn)物通過氫化瀝青中間罐29送入閃蒸塔30,氣相溫度

160℃,真空度0.08MPa,停留1h,回收未反應(yīng)的四氫萘,送入供氫試劑回收罐31;得到的精制

氫化瀝青送往精制氫化瀝青儲罐32,精制氫化瀝青的軟化點為30℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量

為0.01%,H/C原子比為0.60:1。

[0082] 將不溶組分與洗油、儲存在第Ⅱ溶劑儲罐33中的甲苯按質(zhì)量比1:1:1經(jīng)4號混合釜34混合,混合溫度為80℃,在80rad/min攪拌速度下攪拌1.5h使其混合均勻后,通過離心泵

送入壓濾機35進行分離處理,溫度60℃,壓濾1.5h,篩網(wǎng)目數(shù)為200目,得到濾液和濾渣,濾

渣送入濾渣儲罐36,濾液送入濾液儲罐37;濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%,濾渣中β

樹脂質(zhì)量含量為5.2%。

[0083] 將濾液經(jīng)3號加熱爐38送入3號減壓蒸餾塔39,塔頂溫度控制在180℃,塔底溫度控制在320℃,真空度控制在0.04MPa下,塔中側(cè)線回收洗油送入2號第Ⅰ溶劑回收罐40,塔頂回

收甲苯送入第Ⅱ溶劑回收罐41,塔底得到重質(zhì)精制瀝青送入重質(zhì)精制瀝青儲罐42,重質(zhì)精

制瀝青的軟化點為50℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為10.05%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.05%。

[0084] 【實施例2】[0085] 將喹啉不溶物質(zhì)量含量為2.78%的原料中溫煤焦油經(jīng)1號加熱爐送入1號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在238℃,塔底溫度控制在340℃,真空度控制在0.08MPa,塔頂氣相線得

到副產(chǎn)輕質(zhì)油,塔底剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,進行瀝青化反應(yīng)。首先采用高純氮氣置換聚

合反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,使其初始壓力為0.1MPa,自升壓,再以2℃/min的升溫速率從常溫升溫

至360℃,恒溫停留7h,釜內(nèi)終壓保持在0.85MPa,制得聚合瀝青,聚合瀝青的軟化點為28℃,

3

密度為0.985g/cm。

[0086] 將聚合瀝青降溫至200℃左右,與萘油按質(zhì)量比2:1送入1號混合釜,混合溫度為150℃,在100rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入由3個串聯(lián)的沉

降塔組成的連續(xù)沉降系統(tǒng)進行沉降分離,沉降塔的長徑比為9:1,沉降溫度為140℃,沉降時

間為3h,再經(jīng)過輕質(zhì)油計量槽與重質(zhì)油計量槽按收率比7:3分離得到富芳輕質(zhì)油和富芳重

3

質(zhì)油,富芳輕質(zhì)油密度為0.9g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.06%,富芳重質(zhì)油密度為

3

1.2g/cm。

[0087] 將富芳重質(zhì)油與萘油按質(zhì)量比1:4送入2號混合釜,混合溫度為150℃,在100rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入離心機進行分離處理,溫度為80

℃,在1000rad/min離心轉(zhuǎn)速下分離2h,篩網(wǎng)目數(shù)為500目,離心分離得到可溶組分的喹啉不

溶物質(zhì)量含量為0.04%,不溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為36%。

[0088] 將富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比1:2經(jīng)3號混合釜混合,其密度為0.92g/cm3,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.03%。將混合后物料經(jīng)2號加熱爐送入2號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控

制在180℃,塔底溫度控制在320℃,真空度控制在0.09MPa,塔中側(cè)線切取萘油,塔頂氣相線

得到副產(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青,其軟化點為40℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%,

H/C原子比為0.55:1。

[0089] 將輕質(zhì)精制瀝青與八氫萘按質(zhì)量比1:4送入固定床反應(yīng)器,混合溫度為150℃,在90rad/min攪拌速度下攪拌1h使其混合均勻后,充入氮氣初始壓力為2MPa,以5℃/min的升

溫速率升至430℃,保溫5h,最終釜內(nèi)壓力在5MPa,得到氫化瀝青,其H/C原子比為0.58:1。氫

化瀝青送入抽濾機在溫度150℃,真空度0.08MPa,篩網(wǎng)目數(shù)150目下進行分離去除殘渣。將

去除殘渣后的剩余產(chǎn)物送入閃蒸塔,氣相溫度180℃,真空度0.08MPa,停留2h,回收未反應(yīng)

的八氫萘得精制氫化瀝青,其軟化點為30℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%,H/C原子比為

0.59:1。

[0090] 將不溶組分與萘油、二甲苯按質(zhì)量比1:1:2經(jīng)4號混合釜混合,混合溫度為80℃,在100rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入壓濾機進行分離處理,溫

度65℃,壓濾2h,篩網(wǎng)目數(shù)為200目,得到濾液和濾渣,濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量為

0.01%,濾渣所含β樹脂質(zhì)量含量為5.4%。

[0091] 將濾液經(jīng)3號加熱爐送入3號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在120℃,塔底溫度控制在320℃,真空度控制在0.06MPa,塔中側(cè)線回收萘油,塔頂回收二甲苯,塔底得到重質(zhì)精制瀝

青,其軟化點為42℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為8.12%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.04%。

[0092] 【實施例3】[0093] 將喹啉不溶物質(zhì)量含量為3.98%的原料高溫煤焦油經(jīng)1號加熱爐送入1號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在260℃,塔底溫度控制在340℃,真空度控制在0.09MPa,塔頂氣相線得

到副產(chǎn)輕質(zhì)油,塔底剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,進行瀝青化反應(yīng)。首先采用高純氮氣置換聚

合反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,使其初始壓力為0.4MPa,自升壓,再以5℃/min的升溫速率從常溫升溫

至340℃,恒溫停留6h,釜內(nèi)終壓保持在1.0MPa,制得聚合瀝青,聚合瀝青的軟化點為46℃,

3

密度為1.12g/cm。

[0094] 將聚合瀝青降溫至200℃左右,與洗油按質(zhì)量比4:1送入1號混合釜,混合溫度為180℃,在150rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入由2個串聯(lián)的沉

降塔組成的連續(xù)沉降系統(tǒng)進行沉降分離,沉降塔的長徑比為4:1;沉降溫度為130℃,沉降時

間為4h,再經(jīng)過輕質(zhì)油計量槽與重質(zhì)油計量槽按收率比7:3分離得到富芳輕質(zhì)油和富芳重

3

質(zhì)油,富芳輕質(zhì)油的密度為0.84g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%,富芳重質(zhì)油的密度

3

為1.12g/cm。

[0095] 將富芳重質(zhì)油與洗油按質(zhì)量比1:4送入2號混合釜,混合溫度為180℃,在150rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入離心機進行分離處理,溫度為120

℃,在1200rad/min離心轉(zhuǎn)速下分離1.5h,篩網(wǎng)目數(shù)為300目,離心分離得到可溶組分的喹啉

不溶物質(zhì)量含量為0.05%,不溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為28%。

[0096] 將富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比2:1經(jīng)3號混合釜混合,混合物的密度為0.90g/3

cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%。將混合后物料經(jīng)2號加熱爐送入2號減壓蒸餾塔,塔頂

溫度控制在220℃,塔底溫度控制在360℃,真空度控制在0.09MPa,塔中側(cè)線切取洗油,塔頂

氣相線得到副產(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青,其軟化點為42℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為

0.02%,H/C原子比為0.46:1。

[0097] 將輕質(zhì)精制瀝青與四氫喹啉按質(zhì)量比1:6送入流化床反應(yīng)器,混合溫度為160℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,充入氮氣初始壓力為0.5MPa,以6℃/min

的升溫速率升至440℃,保溫4h,最終釜內(nèi)壓力在4MPa,得到氫化瀝青,其H/C為0.56:1。氫化

瀝青送入離心機在溫度120℃,在1000rad/min離心轉(zhuǎn)速下分離2h,篩網(wǎng)目數(shù)200目下進行分

離去除殘渣。將去除殘渣后的剩余產(chǎn)物送入閃蒸塔,氣相溫度220℃,真空度0.09MPa,停留

2h,回收未反應(yīng)的四氫喹啉,得精制氫化瀝青,其軟化點為52℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為

0.01%,H/C原子比為0.58:1。

[0098] 將不溶組分與洗油、甲苯按質(zhì)量比1:2:2經(jīng)4號混合釜混合后,混合溫度為80℃,在100rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入壓濾機進行分離處理,溫

度65℃,壓濾1.5h,篩網(wǎng)目數(shù)為100目,得到濾液和濾渣,濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量為

0.05%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為5.0%。

[0099] 將濾液經(jīng)3號加熱爐送入3號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在180℃,塔底溫度控制在360℃,真空度控制在0.05MPa,塔中側(cè)線回收洗油,塔頂回收甲苯,塔底得到重質(zhì)精制瀝青,

其軟化點為52℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為12.21%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.11%。

[0100] 【實施例4】[0101] 將喹啉不溶物含量為0.76%的原料石油渣油經(jīng)1號加熱爐送入1號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在240℃,塔底溫度控制在328℃,真空度控制在0.08MPa,塔頂氣相線得到副產(chǎn)

輕質(zhì)油,塔底剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,進行瀝青化反應(yīng)。首先采用高純氮氣置換聚合反應(yīng)

釜內(nèi)的空氣,使其初始壓力為0.2MPa,自升壓。再以3℃/min的升溫速率從常溫升溫至370

℃,恒溫停留8h,釜內(nèi)終壓保持在2.0MPa,制得聚合瀝青,聚合瀝青的軟化點為26℃,密度為

3

1.006g/cm。

[0102] 將聚合瀝青降溫至200℃左右,與一蒽油按質(zhì)量比1:1送入1號混合釜,混合溫度為190℃,在80rad/min攪拌速度下攪拌3h使其混合均勻后,通過離心泵送入由4個串聯(lián)的沉降

塔組成的連續(xù)沉降系統(tǒng)進行沉降分離,沉降塔的長徑比為6:1;沉降溫度為160℃,沉降時間

為6h,再經(jīng)過輕質(zhì)油計量槽與重質(zhì)油計量槽按收率比9:1分離得到富芳輕質(zhì)油和富芳重質(zhì)

3

油,富芳輕質(zhì)油的密度為0.86g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%,富芳重質(zhì)油的密度為

3

1.10g/cm。

[0103] 將富芳重質(zhì)油與一蒽油按質(zhì)量比1:2送入2號混合釜,混合溫度為180℃,在80rad/min攪拌速度下攪拌3h使其混合均勻后,通過離心泵送入萃取反應(yīng)釜進行分離處理,溫度為

120℃,時間為6h,壓力為0.5MPa,離心分離得到可溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%,

不溶組分的喹啉不溶物質(zhì)量含量為56%。

[0104] 將富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比1.5:1經(jīng)3號混合釜混合,混合物的密度為3

0.88g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%。將混合后物料經(jīng)2號加熱爐送入2號減壓蒸餾

塔,塔頂溫度控制在230℃,塔底溫度控制在340℃,真空度控制在0.08MPa,塔中側(cè)線切取一

蒽油,塔頂氣相線得到副產(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青,其軟化點為30℃,喹啉不溶物質(zhì)

量含量為0.01%,H/C原子比為0.58:1。

[0105] 將輕質(zhì)精制瀝青與十氫喹啉按質(zhì)量比1:2送入高溫高壓反應(yīng)釜,混合溫度為140℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,充入氮氣,初始壓力為0.4MPa,以2

℃/min的升溫速率升至400℃,保溫3h,最終釜內(nèi)壓力在5MPa,得到氫化瀝青,其H/C原子比

為0.6:1。氫化瀝青送入抽濾機在溫度140℃,真空度0.09MPa,時間為4h,篩網(wǎng)目數(shù)200目下

進行分離去除殘渣。將去除殘渣后的剩余產(chǎn)物送入閃蒸塔,氣相溫度180℃,真空度

0.07MPa,停留2h,回收未反應(yīng)的十氫喹啉,得精制氫化瀝青,其軟化點為34℃,喹啉不溶物

質(zhì)量含量為0.01%,H/C原子比為0.60:1。

[0106] 將不溶組分與一蒽油、異喹啉按質(zhì)量比1:2:1經(jīng)4號混合釜混合,混合溫度為120℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入壓濾機進行分離處

理,溫度80℃,壓濾3h,篩網(wǎng)目數(shù)為200目,得到濾液和濾渣,濾液中的喹啉不溶物質(zhì)量含量

為0.01%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為4.0%。

[0107] 將濾液經(jīng)3號加熱爐送入3號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在230℃,塔底溫度控制在340℃,真空度控制在0.06MPa,塔中側(cè)線回收一蒽油,塔頂回收異喹啉,塔底得到重質(zhì)精制

瀝青,其軟化點為32℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為6.78%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%。

[0108] 【實施例5】[0109] 將喹啉不溶物質(zhì)量含量為5.34%的原料催化裂化油漿經(jīng)1號加熱爐送入1號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在270℃,塔底溫度控制在360℃,真空度控制在0.09MPa,塔頂氣相線

得到副產(chǎn)輕質(zhì)油,塔底剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,進行瀝青化反應(yīng)。首先采用高純氮氣置換

聚合反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,使其初始壓力為0.45MPa,自升壓。再以2℃/min的升溫速率從常溫升

溫至320℃,恒溫停留8h,釜內(nèi)終壓保持在2.0MPa,制得聚合瀝青,聚合瀝青的軟化點為28

3

℃,密度為0.892g/cm。

[0110] 將聚合瀝青降溫至200℃左右,與石蠟油按質(zhì)量比1.5:1送入1號混合釜,混合溫度為180℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌4h使其混合均勻后,通過離心泵送入由4個串聯(lián)的

沉降塔組成的連續(xù)沉降系統(tǒng)進行沉降分離,沉降塔的長徑比為8:1;沉降溫度為160℃,沉降

時間為6h,再經(jīng)過輕質(zhì)油計量槽與重質(zhì)油計量槽按收率比8.5:1.5分離得到富芳輕質(zhì)油和

3

富芳重質(zhì)油,富芳輕質(zhì)油的密度為0.91g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.02%,富芳重質(zhì)油

3

的密度為1.14g/cm。

[0111] 將富芳重質(zhì)油與石蠟油按質(zhì)量比1:2送入2號混合釜,混合溫度為180℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌4h使其混合均勻后,通過離心泵送入萃取反應(yīng)釜進行分離處

理,溫度為140℃,時間為6h,壓力為0.5MPa,離心分離得到可溶組分的喹啉不溶物含量為

0.02%,不溶組分的喹啉不溶物含量為62%。

[0112] 將富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比1:1.5經(jīng)3號混合釜混合,其密度為0.94g/cm3,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%。將混合后物料經(jīng)2號加熱爐送入2號減壓蒸餾塔,塔頂溫度

控制在240℃,塔底溫度控制在330℃,真空度控制在0.09MPa下,塔中側(cè)線切取石蠟油,塔頂

氣相線得到副產(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青,其軟化點為28℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為

0.01%,H/C原子比為0.6:1。

[0113] 將輕質(zhì)精制瀝青與四氫萘按質(zhì)量比1:6送入固定床反應(yīng)器,混合溫度為160℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,充入氮氣初始壓力為0.4MPa,以2℃/min的

升溫速率升至380℃,保溫3h,最終釜內(nèi)壓力在5.5MPa,得到氫化瀝青,其H/C原子比為0.62:

1。氫化瀝青送入離心機在溫度120℃,在1000rad/min離心轉(zhuǎn)速下分離3h,篩網(wǎng)目數(shù)200目下

進行分離去除殘渣。將去除殘渣后的剩余產(chǎn)物送入閃蒸塔,氣相溫度180℃,真空度

0.08MPa,停留1.5h,回收未反應(yīng)的四氫萘,得精制氫化瀝青,其軟化點為32℃,喹啉不溶物

質(zhì)量含量為0.01%,H/C原子比為0.61:1。

[0114] 將不溶組分與石蠟油和、吡啶按質(zhì)量比1:4:2經(jīng)4號混合釜混合,混合溫度為120℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入壓濾機進行分離處

理,溫度80℃,壓濾2.5h,篩網(wǎng)目數(shù)為200目,得到濾液和濾渣,濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含量

為0.02%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為6.12%。

[0115] 將濾液經(jīng)3號加熱爐送入3號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在200℃,塔底溫度控制在300℃,真空度控制在0.04MPa下,塔中側(cè)線回收石蠟油,塔頂回收吡啶,塔底得到重質(zhì)精制

瀝青,其軟化點為34℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為6.22%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%。

[0116] 【實施例6】[0117] 將喹啉不溶物質(zhì)量含量為4.56%的原料煤液化重質(zhì)油經(jīng)1號加熱爐送入1號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在235℃,塔底溫度控制在315℃,真空度控制在0.0MPa,塔頂氣相線

得到副產(chǎn)輕質(zhì)油,塔底剩余產(chǎn)物送入聚合反應(yīng)釜,進行瀝青化反應(yīng)。首先采用高純氮氣置換

聚合反應(yīng)釜內(nèi)的空氣,使其初始壓力為0.3MPa,自升壓。再以2℃/min的升溫速率從常溫升

溫至380℃,恒溫停留7h,釜內(nèi)終壓保持在2.0MPa,制得聚合瀝青,聚合瀝青的軟化點為25

3

℃,密度為1.0g/cm。

[0118] 將聚合瀝青降溫至200℃左右,與煤液化輕質(zhì)油按質(zhì)量比3:1送入1號混合釜,混合溫度為140℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入由2個串

聯(lián)的沉降塔組成的連續(xù)沉降系統(tǒng)進行沉降分離,沉降塔的長徑比為2:1;沉降溫度為120℃,

沉降時間為4h,再經(jīng)過輕質(zhì)油計量槽與重質(zhì)油計量槽按收率比8:2分離得到富芳輕質(zhì)油和

3

富芳重質(zhì)油,富芳輕質(zhì)油的密度為0.92g/cm ,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%,富芳重質(zhì)油

3

的密度為1.08g/cm。

[0119] 將富芳重質(zhì)油與煤液化輕質(zhì)油按質(zhì)量比1:2送入2號混合釜,混合溫度為160℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入抽濾機進行分離處理,溫

度為130℃,時間為4h,真空度為0.08MPa,篩網(wǎng)目數(shù)為300目,離心分離得到可溶組分的喹啉

不溶物質(zhì)量含量為0.05%,不溶組分的喹啉不溶物含量為70%。

[0120] 將富芳輕質(zhì)油與可溶組分按質(zhì)量比3:1經(jīng)3號混合釜混合,混合物的密度為0.86g/3

cm ,喹啉不溶物的質(zhì)量含量為0.01%。將混合后物料經(jīng)2號加熱爐送入2號減壓蒸餾塔,塔

頂溫度控制在160℃,塔底溫度控制在340℃,真空度控制在0.08MPa,塔中側(cè)線切取煤液化

輕質(zhì)油,塔頂氣相線得到副產(chǎn)輕油,塔底得到輕質(zhì)精制瀝青,其軟化點為32℃,喹啉不溶物

質(zhì)量含量為0.01%,H/C原子比為0.48:1。

[0121] 將輕質(zhì)精制瀝青與八氫萘按質(zhì)量比1:4送入流化床反應(yīng)器,混合溫度為160℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,充入氮氣初始壓力為0.2MPa,以4℃/min的

升溫速率升至420℃,保溫4h,最終釜內(nèi)壓力在4.5MPa,得到氫化瀝青,其H/C原子比為0.52:

1。氫化瀝青送入離心機在溫度120℃,在1000rad/min離心轉(zhuǎn)速下分離4h,篩網(wǎng)目數(shù)200目下

進行分離去除殘渣。將去除殘渣后的剩余產(chǎn)物送入閃蒸塔,氣相溫度80℃,真空度0.07MPa,

停留2h,回收未反應(yīng)的八氫萘得精制氫化瀝青,其軟化點為36℃,喹啉不溶物質(zhì)量含量為

0.01%,H/C原子比為0.54:1。

[0122] 將不溶組分與煤液化輕質(zhì)油和、喹啉按質(zhì)量比1:4:2經(jīng)4號混合釜混合,混合溫度為120℃,在120rad/min攪拌速度下攪拌2h使其混合均勻后,通過離心泵送入壓濾機進行分

離處理,溫度80℃,壓濾3h,篩網(wǎng)目數(shù)為120目,得到濾液和濾渣,濾液中喹啉不溶物質(zhì)量含

量為0.01%,濾渣中β樹脂質(zhì)量含量為4.2%。

[0123] 將濾液經(jīng)3號加熱爐送入3號減壓蒸餾塔,塔頂溫度控制在220℃,塔底溫度控制在340℃,真空度控制在0.06MPa,塔中側(cè)線回收洗油,塔頂回收甲苯,塔底得到重質(zhì)精制瀝青,

其軟化點為38℃,甲苯不溶物質(zhì)量含量為7.42%,喹啉不溶物質(zhì)量含量為0.01%。

[0124] 以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其

發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。



聲明:
“炭基新材料用原料瀝青及其生產(chǎn)工藝” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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