一种高软化点沥青的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种高软化点沥青的生产方法，该生产方法如下进行：将含有环状结构的羧酸酐组分与软化点为

【技术实现步骤摘要】
一种高软化点沥青的生产方法
本专利技术属于化工产品合成
，具体而言，涉及一种高软化点沥青的生产方法。
技术介绍
高软化点沥青具有较高的结焦值和优良的耐高温性能，其在炭质耐火材料、沥青基炭纤维、球状活性炭、锂离子电池负极材料包覆材料等方面得到了广泛的应用。中国专利申请CN102391885A，CN105567275A描述的生产高软化点沥青的方法，都是以石油沥青和煤焦油沥青，石油基/煤基重油等富含芳烃物质的物质为原料，通过氧气、空气氧化或热聚合将原料中的低分子量组分转变为高分子量化合物的方式，或者通过氧化聚合结合真空蒸馏将低分子量组分脱除获取预期软化点的沥青。根据这些方法，确实可以使得将原料的软化点得以提高，但缺点是产品沥青的收率低，而且由于沥青是一种有一定粘度的稠环芳烃聚集体，含氧气体与液体直接的接触面积有限，而且很容易存在局部氧化反应过渡，局部难以控制反应速度，由于局部快速反应，此处沥青的粘度增加，使得沥青在热处理时出现不均匀的固化状态，出现部分分子量过大或组分体积过大的情况，再就是会在反应器局部结焦，缩短操作周期，需要经常清理反应器等操作问题。也有现有技术从反应器的设计反应过程进行改进，但实际连续运转效果不理想。中国专利申请CN106221718A公开了一种高软化点沥青的制备方法，其中以有机溶剂润湿原料，再滴加反应试剂经过升温聚合后，最后经过碱性溶液和去离子水洗涤，过程较复杂而且涉及到有机溶剂及酸碱溶液需要处理，生产成本较高。中国专利申请CN106635106A公开了一种粘弹性高软化点沥青颗粒及其制备方法，其中的沥青颗粒，包括由接技活化沥青构成的核和由改性剂形成的壳，所述接技活化沥青由基础沥青和有机酸酐在150-250℃下反应制备，所述有机酸酐选自顺丁烯二酸酐、聚乙二酸酐、聚戊二酸酐、聚壬二酸酐和聚异丁二酸酐中的至少一种，所述改性剂包括聚合硫和游离硫。该制备方法复杂，不能连续生产，与基础沥青相比产品沥青颗粒软化点的提高范围在1-2℃。使用的基础沥青的软化点在100至200℃，主要目的是通过含硫改性剂获得粘弹性，有变形能力的沥青，应用于油田钻井液添加剂。因此，仍然需要开发能够反应速度可控连续高效地生产分子量分布合理高软化点沥青的方法。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的一个目的在于提供一种低成本、工艺简单、反应效率高且反应点分布均匀，产品QI(喹啉不溶物)值低、纯度高的高软化点沥青的生产方法。根据本专利技术的生产方法中通过加入一种方便易得且价格低廉的含有芳香环的羧酸酐组分，经过稳定、均匀的反应逐步提高沥青粘度和软化点的方式来实现高软化点沥青的制备。根据本专利技术的生产方法如下进行：将含有环状结构的羧酸酐组分与软化点为的基础沥青按照重量比为1:100至50:100加入带回流装置的反应器中，在惰性气氛下进行，反应温度为200-370℃，反应时间为1-10小时。优选地，反应结束后进行蒸馏脱除沥青中的低沸点物质，并确保羧酸酐物质全部参与反应或者分解，蒸馏操作为惰性气氛的常压操作或减压蒸馏，使得沥青的软化点调整到250-300℃，检测气相温度为300℃至370℃。优选地，所述含有环状结构的羧酸酐组分选自芳香羧酸酐低聚物或芳香酸酐和低聚物的混合物，例如可以来自苯酐生产装置的副产物苯酐重组分，或者是将苯酐重组分经过精馏分离提出部分苯酐后的残余物，其中羧酸酐官能团占比为20wt％至50wt％，更优选为30wt％至45wt％。进一步优选地，所述含有环状结构的羧酸酐组分选自含有一个或多个芳香环的羧酸酐及其低聚物或混合物，或者含有一个或多个环烷基的羧酸酐及其低聚物或混合物，所述含有环状结构的羧酸酐组分的沸点大于250℃。进一步优选地，所述含有环状结构的羧酸酐组分选自邻苯二甲酸酐，1,8-萘二羧酸酐，2,2-联苯二甲酸酐，六氢苯酐，双环己基-3,4,3',4'-四酸二酐。优选地，所述软化点为的基础沥青选自石油重油、煤焦油直接蒸馏得到的中温沥青、中温沥青经过脱除喹啉不溶物得到精制沥青或精制沥青进行组分调整得到不同软化点的调制沥青、市售的浸渍剂沥青等。优选地，所述基础沥青的软化点温度为80-100℃，更优选为85-95℃。优选地，所述羧酸酐组分与软化点为的基础沥青按照重量比为5:100至40:100，更优选为7:100至15:100。优选地，所述反应器为顶部带有轻组分冷却并可以回流管的釜式反应器，也可以是釜式精馏反应器，也可以是上部带有回流管式反应器，可以间歇操作也可以连续操作。优选地，所述惰性气氛选自氩气气氛、氮气气氛等。优选地，所述蒸馏操作的检测气相温度为320至360℃，更优选为330至350℃。有益效果根据本专利技术的生产方法通过向软化点为的沥青中添加了一定量的含有羧酸酐基团的组分，在一定反应温度下通过精馏反应，可以低成本、高收率、操作安全地获得软化点为的沥青。并且由于是均相反应体系，且存在低粘度轻组分，反应均匀且速度可控。具体实施方式以下，将详细地描述本专利技术。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许专利技术人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本专利技术的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本专利技术的范围，从而应当理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。根据本专利技术的生产方法中使用的原料沥青的软化点为之间，如果软化点低于70℃，存在过多的低沸点化合物，在设定的反应温度下过多的低分子量物质会发生气化，经过冷却后回到液体中，由此带来反应后产品收率低；如果沥青软化点高于130℃，在设定的反应温度下，反应体系粘度过高，会引起反应不均匀。优先选择80-100℃，进而85-95℃。所述含有环状结构的羧酸酐组分与沥青的重量比例为1:100至50:100，低于1:100，添加量过小，沥青与羧酸酐组分反应不充分，高于50:100会有残余的羧酸酐组分残余，生产成本高。优选地所述含有环状结构的羧酸酐组分与沥青的重量比例为5:100至40:100。所述含有环状结构的羧酸酐物质与沥青之间的反应机理推测为原料沥青分子中-NH2或-OH基与羧酸酐化合物的羰基碳发生亲核反应，生成新的大分子化合物，从而提高沥青的软化点。当使用过量的含多羧酸酐基团的化合物或者苯酐的聚合物时，有更多的羧基碳参与反应形成交联度更大的分子，对提高沥青分子量和软化点更有益。除了亲核反应还有由于羧酸酐在反应温度下分解形成二氧化碳后形成自由基，其具有更高的反应活性与沥青中稠环芳烃加剧缩聚反应，从而促进沥青软化点的提高，但类似顺丁烯二酸酐结构的直链型酸酐沸点低，容易升华，参与碳化反应利用率低，即使酸酐发生分解或生成自由基，之后与芳烃结构为主体的沥青系统反应生成新的分子表现为侧链的延长，这不利于稠环芳烃分子在平面方向结构的发展，由此对软化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高软化点沥青的生产方法，所述生产方法如下进行：/n将含有环状结构的羧酸酐组分与软化点为

【技术特征摘要】
1.一种高软化点沥青的生产方法，所述生产方法如下进行：
将含有环状结构的羧酸酐组分与软化点为的基础沥青按照重量比为1:100至50:100加入带回流装置的反应器中，在惰性气氛下进行，反应温度为200-370℃，反应时间为1-10小时。


2.根据权利要求1所述的高软化点沥青的生产方法，其特征在于，反应结束后进行蒸馏脱除沥青中的低沸点物质，并确保羧酸酐物质全部参与反应或者分解，蒸馏操作为惰性气氛的常压操作或减压蒸馏，使得沥青的软化点调整到250-300℃，检测气相温度为300℃至370℃。


3.根据权利要求1所述的高软化点沥青的生产方法，其特征在于，所述含有环状结构的羧酸酐组分选自一个或多个芳香环的羧酸酐及其低聚物或混合物，或者含有一个或多个环烷基的羧酸酐及其低聚物或混合物，所述含有环状结构的羧酸酐组分的沸点大于250℃。


4.根据权利要求1所述的高软化点沥青的生产方法，其特征在于，所述含有环状结构的羧酸酐组分选自苯酐生产装置的副产物苯酐重组分，或者是将苯酐重组分经过精馏分离提出部分苯酐后的残余物，其中羧酸酐官能团占比为20wt％至50wt％，更优选为30wt％至45wt％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：庞伟伟，刘哲，党伟荣，王耀红，
申请(专利权)人：北京旭阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11