煤沥青及煤焦油改质沥青综述

介绍了煤沥青的性能、用途以及有广泛用途的煤焦油改质沥青的优异特性,改质机理和生产工艺;分析了目前国内煤焦油改质沥青工艺存在的问题,并就这些问题提出了改进措施。     

中低温煤焦油沥青催化聚合制备改质沥青

以中低温煤焦油沥青为原料,采用催化聚合法制备改质沥青,并在中低温煤焦油沥青中加入乙烯焦油和蒽油进行调和来提高改质沥青的流变性能,分别考察反应时间、反应温度及催化剂和交联剂的加入量对改质沥青的软化点、结焦值、甲苯不溶物含量和喹啉不溶物含量的影响。结果表明:加入乙烯焦油和蒽油调和可以有效提高改质沥青的流变性能,催化剂和交联剂按照1∶1的质量比加入,可以有效降低改质沥青的软化点,这是因为酸性催化剂和交联剂之间形成相对均相的反应体系,解决了改质沥青软化点高的问题。采用调和中低温煤焦油沥青制备改质沥青,筛选出的最佳工艺条件为:反应温度370℃,反应时间7h,催化剂和交联剂的加入量2.5%,该条件下制备的改质沥青的性质符合工业标准YB/T 5194-2015的要求,改质沥青的软化点为120℃,结焦值为56.28%,甲苯不溶物含量为30.52%,喹啉不溶物含量为8.21%,β树脂含量为22.31%。采用傅立叶变换红外光谱仪和偏光显微镜对制备出的改质沥青和中低温煤焦油沥青进行分析,初步推断出改质沥青中化合物芳环上的取代基明显增加且烷基取代的化合物大多数为芳烃分子,且在偏光显微镜下改质沥青中出现小球体,表明中低温煤焦油沥青在制备成改质沥青的这一过程中其相对分子质量变大,稠环芳烃含量增多。     

煤沥青高附加值产品开发及应用

煤焦油沥青深加工以提高沥青产品的附加值是煤焦油加工中的一个重要问题．概述了煤焦油沥青深加工技术现状,并对改质沥青（浸渍剂、粘结剂、中间相）、碳纤维、针状焦等高附加值产品的技术开发、生产及应用进行了分析．     

煤沥青高附加值产品开发及应用

煤焦油沥青深加工以提高沥青产品的附加值是煤焦油加工中的一个重要问题，概述了煤焦油沥青深加工技术现状，并对改质沥青（浸渍剂、粘结剂、中间相）、炭纤维、针状焦等高附加值产品的技术开发、生产及应用进行了分析。     

煤沥青高附加值产品开发的探讨

对煤焦油沥青进行深加工以提高沥青产品的附加值是煤焦油加工中的一个重要问题。概述了煤焦油沥青深加工技术现状，并对改质沥青（浸渍剂、粘合剂、中间相）、碳纤维、针状焦等高附加值产品的技术开发、生产及应用进行了分析。     

煤焦油沥青的深加工技术

根据国内煤焦油沥青产量和存在的现实问题,介绍了由鞍山焦化耐火材料设计研究院（ＡＣＲＥ）开发并投产的近十套工业装置的改质沥青工艺技术。通过对沥青热聚合改质机理的论述,证明了ＡＣＲＥ工艺的合理性和技术的可靠性。并同国内外共型改质沥青工艺特点进行了比较,认为ＡＣＲＥ改质沥青工艺具有重要实用价值。     

煤焦油沥青深加工利用综述

概述了国外煤焦油沥青深加工利用现状 ,并对改质沥青 (浸渍剂、粘结剂 )、筑路沥青、涂料、碳纤维、针状焦等煤沥青深加工产品的技术开发、生产及应用进行了分析     

改善改质沥青反应釜结焦的措施

改质沥青是煤焦油沥青经高温热聚反应加工而成的高附加值化工产品,用于制取电炉炼钢用的石墨电极、电解制铝的电极板及电极糊等碳素制品的粘结剂.由于其产量占煤焦油产品量的50%左右.因此.其产量及质量对煤焦油加工的整体效益具有决定性影响.我国是世界第三大产铝国,随着我国赋钢铁及铝产品结构的调整,高功率及超高功率电极的需求日益增加,加之碳素行业的飞速发展,对优质沥青的需求逐年增加.国外焦化行业由于受环保的限制而呈现萎缩,导致对改质沥青进口的增加.正由于改质沥青产品有着广阔的国内国际市场及较高的利润,近年来国内各大焦化厂相继增建了改质沥青生产装置,使产品的市场竞争日趋激烈.     

国内外改质沥青生产的现状及其发展

煤焦油沥青是炭素工业的重要原料之一,它的质量如何直接影响到制品的技术经济指标。近年来,随着科学技术的发展,煤焦油沥青重整改质技术引起重视,目前已有许多国家已生产出改质沥青来满足制取电炉炼钢超高功率电极以及铝用预焙阳极的要求,现国内对此也开始进行研制工作。文章介绍了国内外改质沥青生产的现状及发展,并提出了参考建议。     

负压间歇单釜式改质沥青生产技术及应用

介绍了在传统煤焦油间歇蒸馏深加工工艺技术的基础上,对蒸馏塔高度、蒸馏釜加热方式、改质沥青的改质过程和方式等方面进行的技术改造,采用负压蒸馏方式降低了操作温度,缓解了釜底结焦现象,对气、水等污染源进行了规范处理,形成了特有的小规模煤焦油深加工工艺技术路线,产品质量稳定且符合标准要求。     

沥青快速熔化技术的应用

着重介绍我国炭素生产中沥青快速熔化常用的3种装置。通过对其快速熔化原理的分析,比较了3种形式的装置其对固体沥青的要求、熔化效率、装置清理、控制和日常维护等方面的差别。     

Capillary flow of liquid pitch

The capillary flow of liquid pitch into a granular coke bed has been theoretically investigated. An equation relating the flow rate with temperature has been derived considering the pitch as a Newtonian liquid. For a given coke granulometry, the wetting angle and the viscosity of the pitch material are the most important factors governing its flow properties. A comparison with experimental flow measurements indicates that some pitches penetrate into the granular coke bed according to the developed equation of flow.     

AR中间相沥青纺丝性能的研究

以AR中间相沥青为原料,采用元素分析与红外分析手段,研究了沥青原料的结构和组成,通过热台偏光显微镜观察和分析了其流动特性。采用氮压式单孔纺丝机进行熔融纺丝,制备中间相沥青纤维,研究了中间相沥青的可纺性及纺丝工艺对于中间相沥青纤维性能的影响。结果表明,在纺丝温度350℃、纺丝压力0.016MPa与收丝速度220m/min的条件下纺丝得到性能优良的沥青纤维,纺丝连续性好,可连续纺丝约5min。经290℃不熔化处理和1000℃碳化后,得到碳纤维拉伸强度1.45GPa、弹性模量120GPa。     

低QI含量煤沥青氢化产物的结构性质研究

以低QI净化沥青为原料，采用四氢萘高压加氢制取了氢化沥青，采用IR，NMR和TGA分析对氢化沥青及其原料净化沥青进行了对比研究，结果发现氢化沥青含有大量脂环结构，其独特的热解缩聚行为有利于可溶性中间相沥青的制备。     

煤沥青基碳纤维的制备及发展前景

通过对煤沥青的除杂和净化、中间相沥青的介绍,阐述了煤沥青基碳纤维的制备方法和生产工艺。同时对煤沥青基碳纤维市场前景的分析,表明了我国大力发展煤沥青基碳纤维的必要性。结果表明,进一步落实结构材料轻量化、制备高性能的煤沥青基碳纤维符合我国国情的发展需要。     

A two-stage preparation of mesophase pitch from the vacuum residue of FCC decant oil

The preparation of mesophase pitch as a precursor for the high-performance carbon fiber from a vacuum residue of FCC-decant oil (FCC-DOVR) was studied, applying a two-stage heat treatment to improve the pitch yield as well as its liquid crystal properties. The present two-stage preparation consisted of the pressurized heat treatment (1–5 MP) of the first stage at 430–480°C and the successive heat treatment under 13–260 Pa at 430°C. Such a two-stage preparation increased the yield of the spinnable mesophase pitch of 100% domain texture with lower softening point to 45% from 22% by the single-stage one from the same feedstock. Spinning properties of the mesophase pitch were excellent to allow smooth spinning for longer than 15 min and random orientation of mesogen molecules in the tranverse section of the fiber perpendicular to the fiber axis. The chemistry of the two-stage preparation for the higher yield and better properties as the fiber precursor is briefly discussed.     

煤沥青热聚合改质研究

在热聚合反应釜中 ,研究了煤沥青中甲苯不溶物、喹啉不溶物、β树脂、软化点及结焦值等质量指标在热聚合改质过程中的变化规律 .实验结果表明 ,在热聚合过程中 ,煤沥青中甲苯不溶物、喹啉不溶物、软化点及结焦值等指标均随聚合温度升高和聚合时间延长都有变化性增加 ,而β树脂在实验条件下 ,开始随聚合温度升高和聚合时间延长 ,到一定值后 ,再提高温度 ,或延长时间则下降 ,存在一极大值区间 ,该结果得到重复性实验的确认 .结果显示 ,改质沥青的主要质量指标波动范围很小 ,可为今后的放大实验或工业生产提供重要依据 .     

煤沥青基中间相沥青的制备研究

以纯化的煤焦油沥青为原料,考察了热聚合温度和恒温时间对中间相沥青的收率、光学显微形态、软化点和族组成的影响.结果表明:反应温度在420℃,恒温5 h时得到了软化点为312℃的流线体型中间相沥青,其收率为79.1%;热聚合反应在相对较低的温度400℃,反应时间为10 h时形成了软化点为305℃、收率为81.4%的优质广域型可纺性中间相沥青.对该原料煤沥青而言,通过控制热聚合反应温度和恒温时间可以达到制备优质中间相的目的.     

煤沥青加氢的有效途径

针对煤焦油沥青高芳香度、高缩合度和高杂原子含量的特点,在用作制备高性能沥青基炭纤维及其它高级炭材料的原料时,须对煤沥青进行改性处理。详细介绍了煤沥青加氢还原的有效途径,包括Birch还原法、溶剂加氢法、催化氢化法、醇类加氢法和电化学加氢法等,并对加氢作用机理及其应用前景作了详细评述。