作為針狀焦原料的混合瀝青的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種作為針狀焦原料的混合瀝青的處理方法，包括將重量比為1:1～9:1的煤瀝青和石油瀝青在200℃下混合均勻得到混合瀝青；接著將所述混合瀝青與洗油按照1:9～1:1的重量比混合并在220～280℃下保持40～60min，經(jīng)離心得到脫雜質(zhì)的原料母液；最后將所述原料母液加熱至370-390℃后輸入絕對(duì)壓力為20-40Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至250℃時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制瀝青。采用該精制瀝青所制備的針狀焦制作電極時(shí)，所得的電極熱膨脹系數(shù)高低、抗折強(qiáng)度高、電阻率小，從而提高了電極的使用性能。
【專利說明】作為針狀焦原料的混合瀝青的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，屬于浙青處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]針狀焦可用于制造聞功率或超聞功率的石墨電極，所制造的電極具有耐熱沖擊性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、耐氧化性好、電極消耗低及電流密度高的優(yōu)點(diǎn)。針狀焦是由浙青原料焦化得到的，目前的針狀焦原料主要為煤浙青即煤焦油或煤焦油浙青，但是，眾所周知煤焦油或煤焦油浙青中含較多的喹啉不溶物和硫、氮等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在針狀焦制備過程中會(huì)阻礙浙青受熱形成的中間相小球的長(zhǎng)大及融并，不利于形成高質(zhì)量的針狀焦。
[0003]為了提高針狀焦的質(zhì)量，需要預(yù)先對(duì)煤浙青進(jìn)行處理，以去除煤浙青中的雜質(zhì)。如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102839008A公開了一種煤焦油軟浙青的凈化方法，將30_60°C的煤焦油軟浙青與焦化輕油或柴油或溶劑油按照質(zhì)量比1:0.5-1.5的比例在120-300°C下攪拌混合均勻，并保溫進(jìn)入離心機(jī)，在相同溫度、離心力為1800-3600G下連續(xù)離心分離，得到清液和殘?jiān)詈髮⑶逡哼M(jìn)行減壓蒸餾，脫出溶劑后得到軟化點(diǎn)為33-49°C的凈化浙青。上述技術(shù)雖然脫除了煤焦油浙青中的一部分喹啉不溶物和硫、氮雜質(zhì)，但是，凈化浙青焦化過程中，中間相小球的融并性仍然較差，最終無法形成流域性結(jié)構(gòu)的針狀焦，其主要原因是凈化浙青中的雜質(zhì)含量仍然較高。
[0004]石油浙青的雜質(zhì)含量很低，將其與煤浙青混合后可顯著降低混合浙青的雜質(zhì)含量，從而促進(jìn)了焦化過程中中間相小球的生長(zhǎng)和融并，但是采用混合浙青所制備的針狀焦制作電極時(shí)，所得的電極熱膨脹系數(shù)高、抗折強(qiáng)度低、電阻率大，從而影響了電極的使用性倉(cāng)泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)采用石油浙青和煤浙青形成的混合浙青所制備的針狀焦制作電極時(shí)，所得的電極熱膨脹系數(shù)高、抗折強(qiáng)度低、電阻率大，影響電極使用性能的問題；進(jìn)而提出一種作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，采用上述混合浙青所制備的針狀焦制作電極時(shí)，能夠降低電極的熱膨脹系數(shù)和電阻率，并且能夠提高電極的抗折強(qiáng)度。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，其包括:
[0007]a.將重量比為1:1~9:1的煤浙青和石油浙青在200°C下混合均勻得到混合浙青;
[0008]b.將所述混合浙青與洗油按照1:9~1:1的重量比混合并在220~280°C下保持40~60min,經(jīng)離心得到脫雜質(zhì)的原料母液；
[0009]c.將所述原料母液加熱至370_390°C后輸入絕對(duì)壓力為20_40Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至250°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青。
[0010]步驟a中所述離心處理的條件為--離心力為2000-4000G，溫度為180~220°C，時(shí)間為 2-8min。
[0011]所述精制浙青的軟化點(diǎn)為55~78°C。
[0012]所述煤浙青是軟化點(diǎn)為65~80°C的中溫煤浙青。
[0013]所述石油浙青的軟化點(diǎn)為40~50°C。
[0014]進(jìn)一步,步驟c中還包括對(duì)閃蒸蒸出的輕質(zhì)組分進(jìn)行回收。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比具有以下有益效果:
[0016](I)本發(fā)明所述的作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，包括將重量比為1:1~9:1的煤浙青和石油浙青在200°C下混合均勻得到混合浙青；接著將所述混合浙青與洗油按照1:9~1:1的重量比混合并在220~280°C下保持40~60min，經(jīng)離心得到脫雜質(zhì)的原料母液；最后將所述原料母液加熱至370-390°C后輸入絕對(duì)壓力為20-40Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至250°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青。 申請(qǐng)人:研究發(fā)現(xiàn)，石油浙青中含有大量小分子芳烴，煤浙青中含有大量大分子芳烴，按照上述比例加入石油 浙青和煤浙青后，與洗油加熱至220~280°C混合、離心處理，加熱至370-390°C輸入絕對(duì)壓力為20-40Kpa的真空釜閃蒸后，能夠得到大分子芳烴和小分子芳烴比例合適、粘度適宜的精制浙青原料，經(jīng)現(xiàn)有的焦化技術(shù)焦化并制作成電極后即可得到熱膨脹系數(shù)低、抗折強(qiáng)度高、電阻率小的電極。
[0017](2)本發(fā)明所述的作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，所述離心處理的條件為--離心力為2000-4000G，溫度為180~220°C，時(shí)間為2_8min。上述離心處理的條件使原料母液中的雜質(zhì)含量進(jìn)一步降低，進(jìn)而降低了精制浙青中的雜質(zhì)含量，提高了采用上述精制浙青原料的純度，從而進(jìn)一步提高了最終所制備電極的性能。
[0018](3)本發(fā)明所述的作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，所述煤浙青是軟化點(diǎn)為65~80°C的中溫煤浙青；所述石油浙青的軟化點(diǎn)為40~50°C。進(jìn)一步控制所述煤浙青和所述石油浙青的軟化點(diǎn)在上述范圍內(nèi)，使制備得到的精制浙青的軟化點(diǎn)為55~78°C，有利于最終制備得到致密度高的電極材料。
[0019](4)本發(fā)明所述的作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，步驟c中還包括對(duì)閃蒸蒸出的輕質(zhì)組分進(jìn)行回收。上述操作可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶劑的回收再利用，以及得到一部分輕質(zhì)餾分，節(jié)約了能源，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]a.將軟化點(diǎn)為70°C的中溫煤浙青和軟化點(diǎn)為40°C的石油浙青按照重量比9:1混合并在200°C下混合均勻得到混合浙青；
[0022]b.將所述混合浙青與洗油按照1:2的重量比混合并在220°C下保持40min，經(jīng)2000G離心力、180°C條件下離心處理2min，即得到脫雜質(zhì)的原料母液；
[0023]c.將所述原料母液加熱至370°C后，用泵將其輸入絕對(duì)壓力為20Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至250°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青A ;所述精制浙青A的軟化點(diǎn)為72°C。[0024]實(shí)施例2
[0025]a.將軟化點(diǎn)為70°C的中溫煤浙青和軟化點(diǎn)為45°C的石油浙青按照重量比3:2混合并在200°C下混合均勻得到混合浙青；
[0026]b.將所述混合浙青與洗油按照1:1的重量比混合并在250°C下保持50min，經(jīng)3000G離心力、200°C條件下離心處理5min，即得到脫雜質(zhì)的原料母液；
[0027]c.將所述原料母液加熱至380°C后，用泵將其輸入絕對(duì)壓力為30Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至240°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青B ；所述精制浙青B的軟化點(diǎn)為68° C。
[0028]實(shí)施例3
[0029]a.將軟化點(diǎn)為80°C的中溫煤浙青和軟化點(diǎn)為48°C的石油浙青按照重量比1:1混合并在200°C下混合均勻得到混合浙青；
[0030]b.將所述混合浙青與洗油按照1:9的重量比混合并在280°C下保持60min，經(jīng)4000G離心力、220°C條件下離心處理8min，即得到脫雜質(zhì)的原料母液；
[0031]c.將所述原料母液加熱至390°C后，用泵將其輸入絕對(duì)壓力為40Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至250°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青C ；所述精制浙青C的軟化點(diǎn)為78°C。
[0032]實(shí)施例4
[0033]a.將軟化點(diǎn)為65°C的中溫煤浙青和軟化點(diǎn)為50°C的石油浙青按照重量比5:1混合并在200°C下混合均勻得到混合浙青；
[0034]b.之后將所述混合浙青與洗油按照2:3的重量比混合并在250°C下保持50min，經(jīng)3000G離心力、190°C條件下離心處理5min，即得到脫雜質(zhì)的原料母液；
[0035]c.將所述原料母液加熱至380°C后，用泵將其輸入絕對(duì)壓力為30Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至240°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青D ；所述精制浙青D的軟化點(diǎn)為55°C。
[0036]對(duì)比例I
[0037]將除去喹啉不溶物的煤焦油IKg與芳香度較高的催化裂化渣油3Kg混合，接著在4400C、IMPa下在氮?dú)鈿夥罩袩崽幚?h得到精制浙青E。
[0038]對(duì)比例2
[0039](I)將軟化點(diǎn)為70°C的中溫煤浙青和軟化點(diǎn)為40°C的石油浙青按照重量比9:1混合并在200°C下混合均勻得到混合浙青；
[0040](2)將所述混合浙青與溶劑按照1:1的重量比混合并在220°C下保持40min，經(jīng)2000G離心力、180°C條件下離心處理2min，即得到脫雜質(zhì)的原料母液；其中，所述溶劑為煤油和洗油配成的密度為0.82g/cm3的混合物；
[0041](3)將所述原料母液送入蒸餾裝置進(jìn)行減壓蒸餾，所述蒸餾裝置內(nèi)的工藝條件為:將裝有原料母液的蒸餾裝置的絕對(duì)壓力調(diào)節(jié)至IOmmHg柱，然后緩慢加熱使得餾出口氣相溫度至190°C，并以60r/min轉(zhuǎn)速攪拌，直至無餾出油蒸出即可；在蒸餾裝置底部的存留物為精制浙青F。
[0042]測(cè)試?yán)?br> [0043]采用上述實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2所制備的精制浙青A-F制備電極A-F，制備方法如下:
[0044]稱取150g精制浙青進(jìn)行粉碎處理，使其粒徑為l-5cm，之后加入到焦化反應(yīng)釜，與所述焦化反應(yīng)釜?dú)饷苓B接設(shè)置有餾出油收集器；用氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)所述焦化反應(yīng)釜進(jìn)行排空，在惰性氣體氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)下，控制壓力為0.3-0.8MPa，以2_5°C /min的升溫速率將精制浙青加熱至490-500°C，保溫6-12h，再以1_10°C /min的升溫速率加熱至最高制備溫度1200-1400°C，保溫lh，制備得到針狀焦，將針狀焦與粘結(jié)劑浙青捏合成型，經(jīng)過兩浸三焙、2500°C下的石墨化處理，并通過機(jī)加工制備得到石墨電極。
[0045]需要說明的是，由精制浙青制備電極的工藝還可采用現(xiàn)有技術(shù)存在的其他任何方法。
[0046]對(duì)上述電極A-F的熱膨脹系數(shù)、電阻率和抗折強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表1。
[0047]表1
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種作為針狀焦原料的混合浙青的處理方法，包括以下步驟:a.將重量比為1:1~9:1的煤浙青和石油浙青在200°C下混合均勻得到混合浙青； b.將所述混合浙青與洗油按照1:9~1:1的重量比混合并在220~280°C下保持40~60min,經(jīng)離心得到脫雜質(zhì)的原料母液； c.將所述原料母液加熱至370-390°C后輸入絕對(duì)壓力為20-40Kpa的真空釜中進(jìn)行閃蒸，待所述原料母液溫度降至250°C時(shí)，閃蒸結(jié)束，真空釜底的物料即為精制浙青。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟a中所述離心處理的條件為--離心力為2000-4000G，溫度為180~220°C，時(shí)間為2_8min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理方法，其特征在于，所述精制浙青的軟化點(diǎn)為55~78。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的處理方法，其特征在于，所述煤浙青是軟化點(diǎn)為65~80°C的中溫煤浙青。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的處理方法，其特征在于，所述石油浙青的軟化點(diǎn)為40 ~50°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的預(yù)處理方法，其特征在于，還包括對(duì)閃蒸蒸出的輕質(zhì)組分進(jìn)行回收 。
【文檔編號(hào)】C10C3/06GK103965932SQ201410181501
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】任相坤, 崔永君, 王培 , 鄭李輝, 尹明亮, 丁艷 申請(qǐng)人:上海寶聚新化能源科技有限公司