高软化点包覆沥青的制备与表征

以净化缩聚沥青(中间相碳微球生产中的母液沥青)为原料,通过空气氧化法制备高软化点包覆沥青。通过单因素法,考察了空气流量、反应温度、反应时间对包覆沥青的基本性质(工业分析指标和光学显微结构)的影响。结果表明,当反应温度为300℃,空气流量160 L/h,反应时间为6 h,可制备出软化点(SP)为215℃,甲苯不溶物(TI)为56.00%,喹啉不溶物(QI)为8.41%,结焦值(CV)为75.83%,收率为68.56%,且在偏光显微镜下为光学各向同性的高品质包覆沥青。并利用元素分析、傅里叶转换红外光谱(FTIR)结合分峰拟合技术、热重分析仪(TGA)对高软化点包覆沥青的热稳定性进行研究。     

乙烯渣油沥青的改性及表征

以乙烯渣油沥青为原料,通过常压空气氧化聚合处理对其进行改性,利用单因素方法考察了反应条件(反应温度、反应时间、空气流量)对改性沥青性质(软化点、喹啉不溶物、结焦值、甲苯不溶物、收率)的影响。结果表明,在反应温度370℃,反应时间5 h,空气流量24 L/h的条件下,可以获得软化点(SP)为233℃、喹啉不溶物(QI)为1.21%、结焦值(CV)为75.45%、甲苯不溶物(TI)为43.42%的改性沥青,其收率(Y)可达51.67%。通过元素分析、FTIR等手段对乙烯渣油沥青和改性沥青的芳香性指数(I_(ar))、支链化指数(CH_3/CH_2)进行计算,并利用TGA方法观察改性前后沥青的热稳定性变化。结果表明,乙烯渣油沥青和改性沥青的I_(ar)分别为0.39,0.53,CH_3/CH_2分别为0.88,1.08,说明改性过程中乙烯渣油沥青支链不断减少,芳香缩合度和热稳定性均有所提高。     

乙烯渣油沥青的改性及表征

以乙烯渣油沥青为原料,通过常压空气氧化聚合处理对其进行改性,利用单因素方法考察了反应条件(反应温度、反应时间、空气流量)对改性沥青性质(软化点、喹啉不溶物、结焦值、甲苯不溶物、收率)的影响。结果表明,在反应温度370℃,反应时间5 h,空气流量24 L/h的条件下,可以获得软化点(SP)为233℃、喹啉不溶物(QI)为1.21%、结焦值(CV)为75.45%、甲苯不溶物(TI)为43.42%的改性沥青,其收率(Y)可达51.67%。通过元素分析、FTIR等手段对乙烯渣油沥青和改性沥青的芳香性指数(I_(ar))、支链化指数(CH_3/CH_2)进行计算,并利用TGA方法观察改性前后沥青的热稳定性变化。结果表明,乙烯渣油沥青和改性沥青的I_(ar)分别为0.39,0.53,CH_3/CH_2分别为0.88,1.08,说明改性过程中乙烯渣油沥青支链不断减少,芳香缩合度和热稳定性均有所提高。     

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。     

溶剂沉降法制备浸渍剂沥青

通过溶剂沉降法脱除各种原料煤沥青中的喹啉不溶物（QI）,再用减压蒸馏去除溶剂,得到浸渍剂沥青产品,探讨了脱除喹啉不溶物的操作条件,包括溶剂配比、沉降温度、沉降时间、减压蒸馏温度以及对不同原料制备的浸渍沥青产品性能比较,最后以曲靖中温沥青为原料制得了软化点83 ℃,喹啉不溶物0.084%,结焦值49.32%的浸渍剂沥青产品。     

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 .     

有关炭材料生产用煤沥青的几个新概念

1中温改质沥青我国将煤沥青一般分为低温沥青(软化点为30～75℃,又称为软沥青)、中温沥青(软化点为75～95℃)、高温沥青(软化点为95～120℃,又称为硬沥青)和改质沥青(软化点为105～120℃)。GB/T2290—1994规定石墨电极生产用中温沥青的质量指标:软化点为80～90℃,甲苯不溶物含量为15%～25%,灰分不大于0.3%,水分小于5%,挥发分为58%～68%,喹啉不溶物含量小于10%;其他炭材料生产用中温沥青的质量指标:软化点为75～95℃,甲苯不溶物含量小于25%,灰分不大于     

改质沥青生产工艺的改进

随着炭化工业对煤沥青质量要求的提高,中温沥青已不能适应高强度和高密度的高档碳材料产品的生产,改质沥青以其高软化点（100～115℃）、高甲苯不溶物（28%～34%）、高喹啉不溶物（8%～14%）和高结焦值（≮54%）等优良性能替代了中温沥青,被广泛应用于炭素制品作黏结剂。     

热聚合-氧化法制备高β树脂改性沥青

以中温沥青为原料,通过溶剂萃取沉降分离获得低喹啉不溶物含量(QI<0.1%)的精制沥青。对精制沥青进行热聚合-空气氧化改性处理,得到高β树脂含量的改性沥青。经特定热聚合条件处理后,研究了空气氧化阶段的反应温度、氧化时间和空气流量对沥青改性的影响。实验结果表明,在空气氧化阶段,当氧化温度为280℃,氧化时间为2h,空气流量为0.04m³/h时,可以获得软化点为220℃、甲苯不溶物为61.59% 、喹啉不溶物为4.35%、结焦值为78.44%,β树脂含量为57.24%的优质改性沥青。     

煤沥青改质生产超高功率石墨电极用粘结剂的研究

河南天宏焦化公司以中温煤沥青为原料研制改质沥青,在高压反应釜内先进行净化处理,然后采用加热聚合法进行改质,所得改质沥青喹啉不溶物QI为11%~12%,甲苯不溶物TI为32%~36%,β树脂20%~24%,软化点108~112℃,结焦值59.5%~60%,符合国家一级标准,可用作生产超高功率石墨电极的粘结剂。     

煤系针状焦原料预处理生产浸渍剂沥青

通过溶剂萃取-连续沉降的方法,使轻相混合油中的QI含量为0,再经减压蒸馏得到浸渍剂沥青产品。探讨了溶剂比、脂芳比等沉降条件对去除QI的影响,以及减压蒸馏时入塔温度、蒽油采出流量等因素对浸渍剂沥青指标的影响。在最佳条件下,生产出软化点88℃、喹啉不溶物0.1%、甲苯不溶物17.1%、结焦值49.63%的浸渍剂沥青。     

煤焦油与石油焦油热缩聚的比较研究

分别以煤焦油为原料,在430℃热缩聚50min-270min和以石油渣油为原料在310℃热缩聚130min-370min制备了一系列具有软化点的煤焦油沥青和石油沥青。通过元素分析、软化点、族组成、偏光光学和NMR对原料与沥青的结构进行了分析。在1．6MPa,480℃下将改质煤焦油尖 和石油沥青进行焦化,考察了焦收率和光学组织结构变化情况。结果表明,热缩聚可提高煤焦油沥青和石油沥青的软化点、不溶物含量和焦收率,煤焦油沥青与石油沥青成焦后均生成各向异性广域光学结构。     

蒽油基沥青热转化特性研究

蒽油基沥青是人造炭/石墨材料的优质前驱体,对其热转化特性研究意义重大。本文采用多管井式电阻炉对蒽油基沥青进行常压热转化处理,通过工业分析、FTIR以及偏光显微镜对热转化过程中蒽油基沥青的族组成、结构参数及显微结构的变化规律进行了研究。结果表明:随着热转化温度的提高、时间的延长,蒽油基沥青产物的软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值(CV)逐渐增大;通过偏光显微镜分析可知,当热转化温度达到440℃时,产物中开始出现中间相结构,并且随着热转化温度的升高和热转化时间的延长,中间相结构逐渐增多;蒽油基沥青产物的芳香性指数(I)与热转化温度和恒温时间均存在正相关关系。     

苯甲醛对煤焦油软沥青的聚合改性研究

以低喹啉不溶物含量(w(QI)0.1%)的煤焦油软沥青为原料,在浓硫酸催化作用下用苯甲醛对其进行聚合改性,制备性能优良的浸渍剂沥青。采用FT-IR研究了苯甲醛的改性机理,并用TGA分析了改性沥青的热失重行为,通过单因素实验考察了改性条件对改性沥青的软化点、结焦值和族组成等性能的影响规律。结果表明,苯甲醛改性煤焦油软沥青制备炭材料用浸渍剂沥青较适宜的工艺条件为:煤焦油软沥青与苯甲醛的摩尔比为1∶1,反应温度为160℃,反应时间为150 min,催化剂用量为8%。在此条件下,改性沥青的软化点为95.1℃,结焦值为47.8%,QI含量为0.36%,达到了高性能浸渍剂沥青的指标要求。     

热聚合改质过程中煤沥青组分转变规律的研究

在 2 0 L热聚合反应釜中 ,研究了中温煤沥青热聚合改质过程中各种沥青组分随热聚合温度和热聚合时间的转变规律 .结果表明 ,在煤沥青热解缩聚期间煤沥青的甲苯不溶物和次生喹啉不溶物组分生成转变具有一定的规律性 ,并指出了其对煤沥青生产的指导意义 .     

煤液化沥青用于石墨电极黏结剂的性能研究

以煤液化沥青为原料,引入蒽油与其进行热聚合反应,得到了一种煤液化改性沥青,其软化点为83.3℃、甲苯不溶物含量21.97%、喹啉不溶物含量0.18%、结焦值50.95%。以此煤液化改性沥青作黏结剂,与针状焦进行混捏成型制备石墨电极,其热膨胀系数为1.1×10~(-6)/℃,电阻率6.4μΩ·m,抗压强度16 MPa,体积密度1.42 g/cm~3,真密度2.22 g/cm~3,灰分含量为0.03%。     

苯丙烯醛改性煤沥青的工艺研究

在硼酸的作用下,用苯丙烯醛对煤沥青进行改性。研究了反应物配比对改性沥青甲苯不溶物含量、残炭率及软化点的影响,并研究了反应时间对残炭率和软化点的影响。结果表明:改性沥青的甲苯不溶物含量及残炭率随苯丙烯醛含量的增加先增大后减小,软化点随苯丙烯醛的增加而减小。随着反应时间的延长,软化点逐渐升高,残炭率先增大后减小。当硼酸与煤沥青质量分数为7%,苯丙烯醛与煤沥青质量分数为10%,并且反应时间为3 h时,改性效果最好,此时改性沥青的残炭率为68%。     

单溶剂萃取热过滤法脱除改质煤沥青的喹啉不溶物

以鞍钢改质沥青为原料,采用单溶剂萃取法过滤脱除原料沥青中的喹啉不溶物(QI),再用常压蒸馏去除溶剂,得到QI含量小于0.1%的净化沥青。考察了料液比、恒温时间和恒温温度对改质煤沥青QI净化效果的影响。结果表明,净化最佳工艺参数为料液比1∶1.5~1∶3,恒温时间1 h,恒温温度140℃。在最佳工艺条件下得到的净化沥青软化点为62℃,QI含量为0,TI含量为19.1%,结焦值为47.77%。采用红外光谱对净化沥青进行表征,结果表明,原料沥青经过萃取过滤后芳香烃类结构减少,脂肪烃类结构增加。该净化沥青QI较低,结焦残炭率较高,可作为制备浸渍剂沥青、煤基炭纤维等炭素材料的优质原料。     

热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为的研究

在20升热聚合反应釜中对中温煤沥青进行热聚合改质处理，研究了热聚合改质过程中煤沥青热解缩聚行为，讨论了煤沥青结焦值随聚合时间和聚合温度的变化，并找出了热聚合改质过程中煤沥青结焦值和甲苯不溶物之间的关联性。     

改进和控制石墨电极用粘结剂沥青的质量

研究了影响沥青结焦率和软化点(SP)的因素,以确定改进和控制其质量的工艺过程。从不同焦油中得到的沥青结焦率与BI含量呈线性关系。沥青是在恒定的操作条件下蒸馏制备的。由热重分析(TGA)测定的沥青结焦率在回流热处理条件下随苯不溶物(BI)含量的增加而增加。软化点随氮含量和BI含量的增加而增加。因此,提高BI含量和降低氮含量可以既不改变软化点而又增加石墨电极用粘结剂沥青的结焦率。