专利名称：一种针状焦的制备方法
技术领域：
本发明属于一种针状焦的制备方法，具体地说涉及一种煤系针状焦的制备方法。
中国专利CN 8610067.5公开了煤系针状焦的一种新型制取方法，是以煤焦油或煤焦油沥青及其馏份为原料，不添加任何溶剂，仅进行加热和真空闪蒸处理，提取中沸点馏份得纯净原料，再经热缩聚制得适宜中间相小球体生长的缩聚沥青，然后在改进的延迟焦化装置中进行焦化处理得煤系针状焦，但该方法具有明显的缺点是产品的热膨胀系数(CTE)高，不能完全满足制造超高功率石墨电极的技术要求。
本发明的发明目的是提供一种热膨胀系数低的针状焦的制备方法。
本发明的目的是这样实现的，以煤焦油或煤焦油沥青及其馏份为原料制取针状焦，由于原料芳香度高，其化学反应活性低，在热转化反应时需要较高的温度，当温度低时，反应不能进行，达到反应条件时，热转化反应急剧进行，导致轻组份大量逸出，反应体系粘度急剧上升，基质的流动性变差，使小球体不能充分地长大、融并。固化时不能形成粗广域大融并体的流线形结构。又由于原料中缺少烷基侧链和环烷结构，在成焦固化过程中物料挥发份低，产生的微裂纹不够，导致针状焦热膨胀系数高，为了改善煤系原料的缺点，把石油组分加入煤系原料降低芳香度，使物料在热转化过程中保持适宜的粘度和良好的流动性，获得纤维结构良好的针状焦。
本发明的制备方法包括如下步骤(1)将煤焦油或煤焦油沥青，经真空闪蒸除去喹啉不溶物，得到闪蒸油；(2)将闪蒸油与石油组分按闪蒸油石油组分=100∶3-50的重量比混合，在380-450℃、0-2.0MPa压力下进行聚合反应，得到聚合油；(3)将聚合油经延迟焦化处理和煅烧，制得煤系针状焦。
如上所述的闪蒸油馏程为200-450℃。
如上所述的石油组分是馏程为200-480℃的石油重油，馏程为200-440℃的乙烯焦油，馏程为240-480℃的催化裂化渣油，馏程为200-450℃热裂化渣油或馏程为200-450℃的页岩油。
如上所述的催化裂化渣油需要除去残留的催化剂，才能使用，其它油可直接与闪蒸油混合使用。
如上所述的延迟焦化处理和煅烧是现有公知技术。
本发明与现有技术相比具有如下优点(1)制得的针状焦热膨胀系数低。
(2)制得的针状焦可满足制造超高功率石墨电极的要求，可用于大型炼钢电炉。
(3)制备简单，易操作。
本发明的实施例如下实施例1将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-300℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为200-250℃的石油重油为100∶3的比例进行搅拌混合，在425℃,1.2MPa的压力下聚合20小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为5.60％，喹啉不溶物(QI)为0.10％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率60.8％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.36×10-6/℃。
实施例2将煤焦油真空闪蒸所得馏程为380-450℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为400-480℃的石油重油为100∶50的比例进行搅拌混合，在425℃,1.2MPa的压力下聚合8小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为7.65％，喹啉不溶物(QI)为0.10％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率60.8％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.32×10-6/℃。
实施例3将煤焦油真空闪蒸所得馏程为300-380℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为200-450℃的乙烯焦油为100∶50的比例进行搅拌混合，在420℃,1.2MPa的压力下聚合8小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为7.28％，喹啉不溶物(QI)为0.10％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率60.0％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.30×10-6/℃。
实施例4将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-450℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为200-400℃的乙烯焦油为100∶15的比例进行搅拌混合，在430℃,1.2MPa的压力下聚合6小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为8.96％，喹啉不溶物(QI)为0.14％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率61.6％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.56×10-6/℃。
实施例5将煤焦油真空闪蒸所得馏程为250-420℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为280-480℃的催化裂化渣油为100∶20的比例进行搅拌混合，在430℃，1.2MPa的压力下聚合10小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为11.10％，喹啉不溶物(QI)为0.16％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率63.4％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.59×10-6/℃。
实施例6将煤焦油真空闪蒸所得馏程为250-420℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为240-480℃的催化裂化渣油为100∶50的比例进行搅拌混合，在425℃，1.2MPa的压力下聚合8小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为10.80％，喹啉不溶物(QI)为0.14％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率61.8％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.52×10-6/℃。
实施例7将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-450℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为235-450℃的热裂化渣油为100∶17的比例进行搅拌混合，在425℃,1.2MPa的压力下聚合8小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为7.09％，喹啉不溶物(QI)为0.09％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率60.1％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.12×10-6/℃。
实施例8将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-450℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为200-450℃的热裂化渣油为100∶5的比例进行搅拌混合，在440℃,1.2MPa的压力下聚合10小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为13.79％，喹啉不溶物(QI)为0.22％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率63.3％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.64×10-6/℃。
实施例9将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-420℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，以闪蒸油∶馏程为200-450℃的页岩油为100∶20的比例进行搅拌混合，在430℃，1.2MPa的压力下聚合8小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为11.37％，喹啉不溶物(QI)为0.24％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率62.9％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.63×10-6/℃。
对比例1将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-450℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，在430℃，1.2MPa的压力下聚合8小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为6.97％，喹啉不溶物(QI)为0.24％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率61.2％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.91×10-6/℃。
对比例2将煤焦油真空闪蒸所得馏程为200-300℃的闪蒸油，其喹啉不溶物为0，在425℃，1.2MPa的压力下聚合12小时，得到的物料中甲苯不溶物(TI)为5.87％，喹啉不溶物(QI)为0.23％，将此物料在500L焦化塔中加热到470℃，进料周期24小时，压力0.3MPa，所得生焦成焦率60.7％，再经1200℃锻烧6小时，GB3074.2-82,GB3074.5-82方法，测得其CTE为2.79×10-6/℃。
权利要求
1．一种针状焦的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将煤焦油或煤焦油沥青，经真空闪蒸除去喹啉不溶物，得到闪蒸油；(2)将闪蒸油与石油组分按闪蒸油石油组分=100∶3-50的重量比混合，在380-450℃、0-2.0MPa压力下进行聚合反应，得到聚合油；(3)将聚合油经延迟焦化处理和煅烧，制得煤系针状焦。
2．根据权利要求1所述的一种针状焦的制备方法，其特征在于所述的闪蒸油是馏程为200-450℃的闪蒸油。
3．根据权利要求1所述的一种针状焦的制备方法，其特征在于所述的石油组分是馏程为200-480℃的石油重油、馏程为200-440℃的乙烯焦油、馏程为240-480℃的催化裂化渣油、馏程为200-450℃热裂化渣油或馏程为200-450℃的页岩油。
全文摘要
一种针状焦的制备方法是将煤焦油或煤焦油沥青,经真空闪蒸除去喹啉不溶物,得到闪蒸油;将闪蒸油与石油组分按闪蒸油:石油组分=100∶3—50的重量比混合,在380—450℃、0—2.0MPa压力下进行聚合反应,得到聚合油;将聚合油经延迟焦化处理和煅烧,制得煤系针状焦。本发明具有制得的针状焦热膨胀系数低,制得的针状焦可满足制造超高功率石墨电极的要求,可用于大型炼钢电炉,制备简单,易操作的优点。
文档编号C10B53/00GK1304974SQ0012596
公开日2001年7月25日 申请日期2000年9月9日 优先权日2000年9月9日
发明者贾昌涛, 王素秋, 李友军, 孙喜民, 李纯舫, 刘春林, 李开喜, 吕永根, 吕春祥, 凌立成 申请人:沿海化工(鞍山)有限公司, 中国科学院山西煤炭化学研究所