中间相沥青小球的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种中间相沥青小球的制备方法。该制备方法包括：步骤S1，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青；步骤S2，对中间相沥青进行喷雾造粒，得到中间相沥青小球。采用煤液化沥青在催化剂作用下进行热缩聚，得到纯度较高的中间相沥青，因此不需要添加成核促进剂、并进行洗涤过滤等处理，采用喷雾处理，通过调整喷雾速度和压力得到不同粒径范围的中间相沥青小球。由此可见，本申请的制备方法操作步骤简单，不需要使用成核促进剂和洗涤剂，成本较低且绿色环保。

Preparation of mesophase asphalt pellets

【技术实现步骤摘要】
中间相沥青小球的制备方法
本专利技术涉及煤液化沥青应用领域，具体而言，涉及一种中间相沥青小球的制备方法。
技术介绍
煤液化沥青是从煤液化残渣中提取的沥青类物质，它主要由多环的缩合芳烃组成，具有芳香度高、碳含量高、容易聚合或交联的特点，具有很多石油沥青质所没有的特性，非常适合作为制备炭素材料的原料。中间相沥青小球具有一些独特的物化性能，如化学稳定性、热稳定性、优良的导电和导热性等，是一种新型的具有极大开发潜力和应用前景的炭材料。从中间相沥青小球出发可以制备高强度高密度C/C复合材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面积活性炭材料、锂离子电池负极材料等一系列高性能炭材料。授权公告号为CN103613089B的中国专利公开了一种利用煤液化残渣制备中间相炭微球的方法，该方法将沥青类物质与缩聚溶剂，并向混合物中加入成核促进剂，最后将反应后混合物采用洗涤剂进行洗涤，经过滤、干燥后得到中间相炭微球，该方法形成中间相沥青小球过程中会有大量的有机溶剂和各向同性的沥青浪费。基于上述原因，有必要开发一种以煤液化沥青为原料，操作步骤简单、绿色环保、成本较低的中间相沥青小球的制备方法，且可根据需要对其粒径及使用领域进行调整。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种中间相沥青小球的制备方法，以解决现有技术中的采用煤液化沥青制备中间相沥青小球制备方法复杂的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种中间相沥青小球的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青；步骤S2，对中间相沥青进行喷雾造粒，得到中间相沥青小球。进一步地，上述催化剂为质子酸催化剂，优选为氢氟酸。进一步地，以40％的氢氟酸计，上述氢氟酸与煤液化沥青的重量比为1～10:100。进一步地，上述步骤S1包括：在氮气气氛或惰性气体气氛中，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青，其中热缩聚反应的温度为300～380℃，压力为1～5MPa，优选时间为1～8h。进一步地，上述煤液化沥青为以煤液化残渣萃取工艺制备得到的软化点为150～170℃，灰分小于0.05％的煤液化沥青。进一步地，上述中间相沥青的软化点为230～280℃。进一步地，上述步骤S2的喷雾造粒时的进料温度为300～350℃。进一步地，上述喷雾造粒在氮气气氛或惰性气体气氛中进行。进一步地，上述中间相沥青小球的粒径为0.5～200μm。进一步地，上述中间相沥青在喷雾之前在300～350℃下溶解搅拌。应用本专利技术的技术方案，采用煤液化沥青在催化剂作用下进行热缩聚，得到纯度较高的中间相沥青，因此不需要添加成核促进剂、并进行洗涤过滤等处理，采用喷雾处理，通过调整喷雾速度和压力得到不同粒径范围的中间相沥青小球。由此可见，本申请的制备方法操作步骤简单，不需要使用成核促进剂和洗涤剂，成本较低且绿色环保。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术的采用煤液化沥青制备中间相沥青小球时，需要添加成核促进剂，且产物处理需要进行洗涤、过滤等步骤，导致操作步骤复杂、洗涤剂浪费严重导致成本较高，为了解决现有技术中的采用煤液化沥青制备中间相沥青小球制备方法复杂的问题，本申请提供了一种中间相沥青小球的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青；步骤S2，对中间相沥青进行喷雾造粒，得到中间相沥青小球。本申请采用煤液化沥青在催化剂作用下进行热缩聚，得到纯度较高的中间相沥青，因此不需要添加成核促进剂、并进行洗涤过滤等处理，采用喷雾处理，通过调整喷雾速度和压力得到不同粒径范围的中间相沥青小球。由此可见，本申请的制备方法操作步骤简单，不需要使用成核促进剂和洗涤剂，成本较低且绿色环保。用于上述促进煤液化沥青热缩聚的催化剂选择对芳烃具有催化作用的催化剂，优选上述催化剂为质子酸催化剂，为了进一步提高催化效率，优选为氢氟酸，另外由于氢氟酸的沸点较低，因此在热缩聚完成后，维持产物体系在氢氟酸的沸点以上即可将氢氟酸去除。利用上述制备方法，以中间相沥青制备得到的中间相沥青小球用途广泛，拓宽了煤液化残渣的应用范围，避免了残渣资源的浪费，对提高液化厂的整体经济效益具有非常重要的现实意义。在保证催化效率的基础上，为了节约催化剂用量，优选以40％的氢氟酸计，氢氟酸与煤液化沥青的重量比为1～10:100。由于氢氟酸易挥发，为了使氢氟酸的催化作用高效发挥，并提高热缩聚效率，在本申请一种实施例中，上述步骤S1包括：在氮气气氛或惰性气体气氛中，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青，其中热缩聚反应的温度为300～380℃，压力为1～5MPa，优选时间为1～8h。利用反应气氛的控制、反应温度和压力的控制，实现热缩聚的高效进行，同时利用对时间的控制调整中间相沥青的收率。用于本申请的煤液化沥青可以采用现有技术中煤液化残渣萃取得到的沥青，其萃取方法在此不再赘述，优选上述煤液化沥青为以煤液化残渣萃取工艺制备得到的软化点为150～170℃，灰分小于0.05％的煤液化沥青。以提高中间相沥青的收率。采用上述方法得到的中间相沥青的软化点为230～280℃，该中间相沥青的软化点较低，因此有利于其下一步的喷雾造粒。在本申请一种实施例中，上述步骤S2的喷雾造粒时的进料温度为300～350℃。在该温度下中间相沥青呈低粘度的流动态，进而有利于喷雾颗粒的形成。另外，为了避免喷雾过程中中间相沥青在高活性状态下被氧化，优选上述喷雾造粒在氮气气氛或惰性气体气氛中进行，而且利用氮气气氛或惰性气氛有利于颗粒的雾化。本申请将液体状态的中间相沥青用泵打至喷雾干燥塔中进喷雾，所得的中间相沥青小液滴自然下落过程中冷却固化为粒径0.5～200μm的中间相沥青小球。所得到的中间相沥青小球经过活化、炭化可以得到高性能的球形活性炭，可用于超级电容器等；或中间相沥青小球经过炭化、石墨化后可以得到石墨化后的中间相小球，可用作锂离子电池负极材料。为了提高喷雾效率，优选上述中间相沥青在喷雾之前在300～350℃下溶解搅拌。通过以下实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术的保护范围并不限于下列实施例。实施例1将1000g软化点为160℃，灰分小于0.05％的煤液化沥青与10g40％的氢氟酸加入充满氮气的蒙乃尔合金反应釜中，在380℃、5MPa下，进行热缩聚反应8小时，制备得到中间相含量95％，软化点为280℃的中间相沥青。将此中间相沥青粉碎后在350℃下在搅拌釜中进行搅拌，得到液体状态的沥青，将上述液体状态的沥青用泵打至喷雾干燥塔中，进料温度为350℃，进料速度为10g/min，在氮气气氛下进行喷雾，所得的中间相沥青小液滴自然下落过程中冷却固化为粒径2～180微米的中间相沥青小球。实施例2将1000g软化点为160℃，灰分小于0.05％的煤液化沥青与100g40％的氢氟酸加入充满氮气的蒙乃尔合金反应釜中，在300℃、5MPa下热缩聚反应5小时，制备得到中间相含量100％，软化点为250℃的中间相沥青。将此中间相沥青粉碎后在300℃下在搅拌釜中进行搅拌，得到液体状态的沥青，将上述液体状态的沥青用泵打至喷雾干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中间相沥青小球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青；步骤S2，对所述中间相沥青进行喷雾造粒，得到中间相沥青小球。

【技术特征摘要】
1.一种中间相沥青小球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青；步骤S2，对所述中间相沥青进行喷雾造粒，得到中间相沥青小球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为质子酸催化剂，优选为氢氟酸。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以40％的氢氟酸计，所述氢氟酸与所述煤液化沥青的重量比为1～10:100。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：在氮气气氛或惰性气体气氛中，在催化剂作用下使煤液化沥青进行热缩聚反应得到中间相沥青，其中所述热缩聚反应的温度为300～380℃，压力为1～5MPa，优选时间为1～8...

【专利技术属性】
技术研发人员：常鸿雁，章序文，舒歌平，向柠，程时富，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11