高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高效率的碳材料用高纯度渐青的制备方法。
【背景技术】
[0002] 作为从煤焦油、碳黑原料油、煤焦油渐青等去除不溶性物质的方法，介绍了过滤 法，但由于过滤法使用过量的溶剂，过滤速度慢且存在加载等的问题，因而不实用，一般利 用静置沉降法来去除不容物。
[0003] 当利用静置沉降法来去除不容物时，需要150°c溫度W上的高溫，为了诱导不容物 的凝聚或降低原料渐青的粘度而使用的溶剂主要使用脂肪族类成分的溶剂，例如，主要使 用正己烧、石油类石脑油、煤油及柴油等，或者，在运种脂肪族类溶剂中混合芳香族类油等 来使用（日本特许JP昭52-028501、日本特许JP昭52-078201、美国专利US4127472)。但 是，若为了去除哇嘟不容物怕1)而使用脂肪族类溶剂，则存在作为对煤焦油渐青内的各向 异性组织生长有用的物质的β-树脂与不容物一同去除，且实质上，相对于原料的渐青回 收量也减少的问题，当实际运行时，经常发生静置机下部部分被堵塞的现象，导致存在连续 运转的问题，并且，若将包含上述脂肪族类溶剂等的溶剂系统适用于离屯、分离法（韩国特 许10-1321077 (2013年10月16号）），则存在溶剂和渐青分离或渐青的回收量少的问题，从 而使实效性降低。
[0004] 如上所述，W往的技术为了生产去除了不容物的优质的渐青，单独使用脂肪族类 溶剂或混合使用脂肪族类溶剂和芳香族类溶剂，来诱导了不容物的凝聚，但是，由于溶剂本 身的物性，存在去除不容物后所取得的渐青的质量差或回收率少，并使工序变得复杂的问 题。
【发明内容】
阳00引本发巧要解决的巧术间颗
[0006] 本发明的一实例提供如下方法，即，去除哇嘟不容物，并取得回收率为80重量％ W上且β-树脂含量丰富的渐青，从而稳定地制备用于高质量碳产品原料时优秀的渐青。
[0007] 巧术方案
[0008] 在本发明的一实例中，可提供碳材料用高纯度渐青的制备方法，上述碳材料用高 纯度渐青的制备方法包括：混合煤焦油类原料物质、第一溶剂及第二溶剂来准备混合物的 步骤；在上述混合物中，利用离屯、分离法或倾析（decanting)法分离不包含不容物的上清 液部分和包含不容物的污泥部分的步骤；W及在280°CW下的溫度下，对不包含不容物的 上清液部分进行减压蒸馈，来去除第一溶剂及第二溶剂，并取得高纯度渐青的步骤，上述第 一溶剂可对β-树脂和哇嘟不容物具有凝聚性，上述第二溶剂可对β-树脂和渐青具有溶 解性，上述第一溶剂可W为具有一个W上的取代基的单环芳的单一溶剂，上述取代基可选 自由C1-C4烷基、面素原子、-SH、-ΝΗ2、-0Η及它们的组合组成的组中。
[0009] 取得上述渐青的步骤可包括对污泥部分进行常压及减压蒸馈，来回收第一溶剂及 第二溶剂的步骤。
[0010] 可回收去除的上述溶剂来再循环，从而再使用为上述第一溶剂或第二溶剂。 W11] 具体地，上述第一溶剂可W为甲苯、二甲苯、苯酪、苯胺、苯硫酪（thiophenoU、氯 苯、氣苯或甲酪的第一芳香族类单一溶剂。
[0012] 上述第二溶剂可包含：取代或未取代，包含一个或两个W上的芳香环，且形成上述 芳香环的一个或两个碳由杂环原子取代的、包含约70重量％W上的杂芳基的混合溶剂；b) 取代或未取代，并包含约70重量％W上的、包含至少两个芳香环的芳基的混合溶剂；选自 在煤焦油蒸馈过程中生成的U糞油、U)洗油（NSR，Wash0il)、iU)杂酪油及iv)蔥油中 的一种W上；W及重油热分解副产物油（delayedcokerbypro化ctoil)、N-甲基化咯烧 酬（NMP，N-methylpyrrolidone)及它们的组合组成的组中的至少一种。在取代上述杂芳 基或上述芳基的情况下，上述杂芳基或上述芳基的至少一个氨原子被选自由C1-C4烷基、面 素原子、-甜、-畑2、-0H及它们的组合组成的组中的取代基取代，并且，可包括两个W上的上 述取代基融合来形成稠环的情况。
[0013] 具体地，上述第二溶剂可W为包含选自由哇嘟、异哇嘟、甲基糞、化晚、洗油、糞油、 杂酪油、蔥油、重油热分解副产物油、N-甲基化咯烧酬及它们的组合组成的组中的至少一种 的第二芳香族类溶剂、N-甲基化咯烧酬或它们的组合。
[0014] 上述第一溶剂和上述第二溶剂的重量比可W为约1:1至约15:1。
[0015] W100重量份的上述煤焦油类原料物质为基准，可混合约50至约300重量份的上 述第一溶剂及上述第二溶剂。
[0016] 在20至150°C溫度下可进行如下两个步骤：混合煤焦油类原料物质和第一溶剂及 第二溶剂的步骤；W及利用离屯、分离法或倾析法分离混合物的步骤。
[0017] 上述煤焦油类原料物质、上述第一溶剂及上述第二溶剂的混合物在70°C溫度下可 表示约60cPW下的粘度。
[0018] 相对于原料物质，通过上述碳材料用高纯度渐青的制备方法取得的高纯度渐青的 回收率可W为80重量％W上。 有益效果
[0020] 通过上述高效率的碳材料用高纯度渐青的制备方法取得的原料用渐青的哇嘟不 容物怕1)含量低，且β-树脂回收率高。并且，通过上述工序，相对于原料渐青可回收80% W上的高纯度渐青，从而具有经济效果。
【附图说明】
[0021] 图1为示出本发明一实例的高效率的碳材料用高纯度渐青的制备方法的各个步 骤的框图。
[0022] 图2为表示在实施例1-实施例3及比较例5中获得的渐青的回收率的曲线图。
[0023] 图3为表示在实施例1-实施例3及比较例5中制备的高纯度渐青含有的哇嘟不 容物含量的曲线图。
[0024] 图4为使用在实施例1中制备的高纯度渐青，并通过实施例1中记述的方式制备 的针状焦的偏光显微镜的图像。
[00巧]图5为使用在实施例1中制备的高纯度渐青来制备的短纤维碳纤维的扫描电子显 微镜图像。
【具体实施方式】
[00%] W下，参照附图详细说明本发明的实施例，用于使本发明所属技术领域的普通技 术人员可容易实施。本发明不局限于在此说明的实施例，能够W多种不同的方式实现。
[0027] 在本说明书中，只要没有另外的定义，"取代"是指由C1-C4烷基、面素原 子、-甜、-畑2、-0H及它们的组合取代的。
[0028] 在本说明书中，只要没有另外的定义，"它们的组合"是指两个W上的取代基借助 连接基来结合，或两个W上的取代基缩合来结合。
[0029] 在本说明书中，只要没有另外的定义，"杂环"是指在一个化合物或取代基内包含 一个至Ξ个选自由N、0、S及P组成的组中的杂环原子，剩余为碳。
[0030] 在本说明书中，只要没有另外的定义，"烷基（a化yl)"是指均包含不包含任何締 控基或烘控基的"饱和烷基（saturated a化yl)"、或包含至少一个締控（a化ene)基或烘控 (a化yne)基的"不饱和烷基（unsaturated a化yl)"。上述"締控基"是指至少两个碳原子 由至少一个碳-碳双键形成的取代基，"烘控基"是指至少两个碳原子由至少一个碳-碳立 键形成的取代基。上述烷基可W为支链型、直链型或环型。
[003U例如，C產C4烷基是指烷基链中存在一至四个碳原子，其表示选自由甲基、乙基、 丙基、异丙基、正下基、异下基、仲下基和叔下基组成的组中。
[0032] 典型的烷基有甲基、乙基、丙基、异丙基、下基、异下基、叔下基、乙締基、丙締基、下 締基、环丙基、环下基等。
[0033] 在本说明书中，"芳香族化合物"是指作为包含环形环的化合物，环的所有元素具 有P-轨道，且运种P-轨道形成共辆（con化gation)的化合物。具体例有芳基和杂芳基。
[0034] "芳基（aryl)"包含单环或稠环（即，分别具有多个碳原子的相邻对的多个环）。
[0035] "杂芳基化eteroairl)"是指在芳基内包含一至Ξ个选自由N、0、S及P组成的组 中的杂环原子，剩余为碳。在上述杂芳基为