作为针状焦原料的混合沥青的处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种作为针状焦原料的混合沥青的处理方法，包括将重量比为1:1～9:1的煤沥青和石油沥青在200℃下混合均匀得到混合沥青；接着将所述混合沥青与洗油按照1:9～1:1的重量比混合并在220～280℃下保持40～60min，经离心得到脱杂质的原料母液；最后将所述原料母液加热至370-390℃后输入绝对压力为20-40Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至250℃时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制沥青。采用该精制沥青所制备的针状焦制作电极时，所得的电极热膨胀系数高低、抗折强度高、电阻率小，从而提高了电极的使用性能。
【专利说明】作为针状焦原料的混合沥青的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，属于浙青处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]针状焦可用于制造闻功率或超闻功率的石墨电极，所制造的电极具有耐热冲击性强、机械强度高、耐氧化性好、电极消耗低及电流密度高的优点。针状焦是由浙青原料焦化得到的，目前的针状焦原料主要为煤浙青即煤焦油或煤焦油浙青，但是，众所周知煤焦油或煤焦油浙青中含较多的喹啉不溶物和硫、氮等杂质，这些杂质在针状焦制备过程中会阻碍浙青受热形成的中间相小球的长大及融并，不利于形成高质量的针状焦。
[0003]为了提高针状焦的质量，需要预先对煤浙青进行处理，以去除煤浙青中的杂质。如中国专利文献CN102839008A公开了一种煤焦油软浙青的净化方法，将30_60°C的煤焦油软浙青与焦化轻油或柴油或溶剂油按照质量比1:0.5-1.5的比例在120-300°C下搅拌混合均匀，并保温进入离心机，在相同温度、离心力为1800-3600G下连续离心分离，得到清液和残渣，最后将清液进行减压蒸馏，脱出溶剂后得到软化点为33-49°C的净化浙青。上述技术虽然脱除了煤焦油浙青中的一部分喹啉不溶物和硫、氮杂质，但是，净化浙青焦化过程中，中间相小球的融并性仍然较差，最终无法形成流域性结构的针状焦，其主要原因是净化浙青中的杂质含量仍然较高。
[0004]石油浙青的杂质含量很低，将其与煤浙青混合后可显著降低混合浙青的杂质含量，从而促进了焦化过程中中间相小球的生长和融并，但是采用混合浙青所制备的针状焦制作电极时，所得的电极热膨胀系数高、抗折强度低、电阻率大，从而影响了电极的使用性倉泛。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是现有技术采用石油浙青和煤浙青形成的混合浙青所制备的针状焦制作电极时，所得的电极热膨胀系数高、抗折强度低、电阻率大，影响电极使用性能的问题；进而提出一种作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，采用上述混合浙青所制备的针状焦制作电极时，能够降低电极的热膨胀系数和电阻率，并且能够提高电极的抗折强度。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，其包括:
[0007]a.将重量比为1:1~9:1的煤浙青和石油浙青在200°C下混合均匀得到混合浙青;
[0008]b.将所述混合浙青与洗油按照1:9~1:1的重量比混合并在220~280°C下保持40~60min,经离心得到脱杂质的原料母液；
[0009]c.将所述原料母液加热至370_390°C后输入绝对压力为20_40Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至250°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青。
[0010]步骤a中所述离心处理的条件为--离心力为2000-4000G，温度为180~220°C，时间为 2-8min。
[0011]所述精制浙青的软化点为55~78°C。
[0012]所述煤浙青是软化点为65~80°C的中温煤浙青。
[0013]所述石油浙青的软化点为40~50°C。
[0014]进一步,步骤c中还包括对闪蒸蒸出的轻质组分进行回收。
[0015]本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果:
[0016](I)本发明所述的作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，包括将重量比为1:1~9:1的煤浙青和石油浙青在200°C下混合均匀得到混合浙青；接着将所述混合浙青与洗油按照1:9~1:1的重量比混合并在220~280°C下保持40~60min，经离心得到脱杂质的原料母液；最后将所述原料母液加热至370-390°C后输入绝对压力为20-40Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至250°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青。 申请人:研究发现，石油浙青中含有大量小分子芳烃，煤浙青中含有大量大分子芳烃，按照上述比例加入石油 浙青和煤浙青后，与洗油加热至220~280°C混合、离心处理，加热至370-390°C输入绝对压力为20-40Kpa的真空釜闪蒸后，能够得到大分子芳烃和小分子芳烃比例合适、粘度适宜的精制浙青原料，经现有的焦化技术焦化并制作成电极后即可得到热膨胀系数低、抗折强度高、电阻率小的电极。
[0017](2)本发明所述的作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，所述离心处理的条件为--离心力为2000-4000G，温度为180~220°C，时间为2_8min。上述离心处理的条件使原料母液中的杂质含量进一步降低，进而降低了精制浙青中的杂质含量，提高了采用上述精制浙青原料的纯度，从而进一步提高了最终所制备电极的性能。
[0018](3)本发明所述的作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，所述煤浙青是软化点为65~80°C的中温煤浙青；所述石油浙青的软化点为40~50°C。进一步控制所述煤浙青和所述石油浙青的软化点在上述范围内，使制备得到的精制浙青的软化点为55~78°C，有利于最终制备得到致密度高的电极材料。
[0019](4)本发明所述的作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，步骤c中还包括对闪蒸蒸出的轻质组分进行回收。上述操作可以实现对溶剂的回收再利用，以及得到一部分轻质馏分，节约了能源，提高了经济效益。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]a.将软化点为70°C的中温煤浙青和软化点为40°C的石油浙青按照重量比9:1混合并在200°C下混合均匀得到混合浙青；
[0022]b.将所述混合浙青与洗油按照1:2的重量比混合并在220°C下保持40min，经2000G离心力、180°C条件下离心处理2min，即得到脱杂质的原料母液；
[0023]c.将所述原料母液加热至370°C后，用泵将其输入绝对压力为20Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至250°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青A ;所述精制浙青A的软化点为72°C。[0024]实施例2
[0025]a.将软化点为70°C的中温煤浙青和软化点为45°C的石油浙青按照重量比3:2混合并在200°C下混合均匀得到混合浙青；
[0026]b.将所述混合浙青与洗油按照1:1的重量比混合并在250°C下保持50min，经3000G离心力、200°C条件下离心处理5min，即得到脱杂质的原料母液；
[0027]c.将所述原料母液加热至380°C后，用泵将其输入绝对压力为30Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至240°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青B ；所述精制浙青B的软化点为68° C。
[0028]实施例3
[0029]a.将软化点为80°C的中温煤浙青和软化点为48°C的石油浙青按照重量比1:1混合并在200°C下混合均匀得到混合浙青；
[0030]b.将所述混合浙青与洗油按照1:9的重量比混合并在280°C下保持60min，经4000G离心力、220°C条件下离心处理8min，即得到脱杂质的原料母液；
[0031]c.将所述原料母液加热至390°C后，用泵将其输入绝对压力为40Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至250°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青C ；所述精制浙青C的软化点为78°C。
[0032]实施例4
[0033]a.将软化点为65°C的中温煤浙青和软化点为50°C的石油浙青按照重量比5:1混合并在200°C下混合均匀得到混合浙青；
[0034]b.之后将所述混合浙青与洗油按照2:3的重量比混合并在250°C下保持50min，经3000G离心力、190°C条件下离心处理5min，即得到脱杂质的原料母液；
[0035]c.将所述原料母液加热至380°C后，用泵将其输入绝对压力为30Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至240°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青D ；所述精制浙青D的软化点为55°C。
[0036]对比例I
[0037]将除去喹啉不溶物的煤焦油IKg与芳香度较高的催化裂化渣油3Kg混合，接着在4400C、IMPa下在氮气气氛中热处理3h得到精制浙青E。
[0038]对比例2
[0039](I)将软化点为70°C的中温煤浙青和软化点为40°C的石油浙青按照重量比9:1混合并在200°C下混合均匀得到混合浙青；
[0040](2)将所述混合浙青与溶剂按照1:1的重量比混合并在220°C下保持40min，经2000G离心力、180°C条件下离心处理2min，即得到脱杂质的原料母液；其中，所述溶剂为煤油和洗油配成的密度为0.82g/cm3的混合物；
[0041](3)将所述原料母液送入蒸馏装置进行减压蒸馏，所述蒸馏装置内的工艺条件为:将装有原料母液的蒸馏装置的绝对压力调节至IOmmHg柱，然后缓慢加热使得馏出口气相温度至190°C，并以60r/min转速搅拌，直至无馏出油蒸出即可；在蒸馏装置底部的存留物为精制浙青F。
[0042]测试例
[0043]采用上述实施例1-4和对比例1-2所制备的精制浙青A-F制备电极A-F，制备方法如下:
[0044]称取150g精制浙青进行粉碎处理，使其粒径为l-5cm，之后加入到焦化反应釜，与所述焦化反应釜气密连接设置有馏出油收集器；用氮气或氩气对所述焦化反应釜进行排空，在惰性气体氮气或氩气保护下，控制压力为0.3-0.8MPa，以2_5°C /min的升温速率将精制浙青加热至490-500°C，保温6-12h，再以1_10°C /min的升温速率加热至最高制备温度1200-1400°C，保温lh，制备得到针状焦，将针状焦与粘结剂浙青捏合成型，经过两浸三焙、2500°C下的石墨化处理，并通过机加工制备得到石墨电极。
[0045]需要说明的是，由精制浙青制备电极的工艺还可采用现有技术存在的其他任何方法。
[0046]对上述电极A-F的热膨胀系数、电阻率和抗折强度进行测定，测定结果见表1。
[0047]表1
[0048]
【权利要求】
1.一种作为针状焦原料的混合浙青的处理方法，包括以下步骤:a.将重量比为1:1~9:1的煤浙青和石油浙青在200°C下混合均匀得到混合浙青； b.将所述混合浙青与洗油按照1:9~1:1的重量比混合并在220~280°C下保持40~60min,经离心得到脱杂质的原料母液； c.将所述原料母液加热至370-390°C后输入绝对压力为20-40Kpa的真空釜中进行闪蒸，待所述原料母液温度降至250°C时，闪蒸结束，真空釜底的物料即为精制浙青。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤a中所述离心处理的条件为--离心力为2000-4000G，温度为180~220°C，时间为2_8min。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述精制浙青的软化点为55~78。。。
4.根据权利要求1-3任一所述的处理方法，其特征在于，所述煤浙青是软化点为65~80°C的中温煤浙青。
5.根据权利要求1-4任一所述的处理方法，其特征在于，所述石油浙青的软化点为40 ~50°C。
6.根据权利要求1-5任一所述的预处理方法，其特征在于，还包括对闪蒸蒸出的轻质组分进行回收 。
【文档编号】C10C3/06GK103965932SQ201410181501
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】任相坤, 崔永君, 王培 , 郑李辉, 尹明亮, 丁艳 申请人:上海宝聚新化能源科技有限公司