改性沥青、利用煤直接液化残渣制备改性沥青的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种改性沥青、利用煤直接液化残渣制备改性沥青的方法及其应用。该方法包括以下步骤：S1、对煤直接液化残渣进行处理，得到第一萃取物和第一萃余物；S2、对第一萃余物进行处理，得到第二萃取物和第二萃余物；以及S3、对第一萃取物进行聚合反应，得到第一改性沥青，对第二萃取物进行聚合反应，得到第二改性沥青。采用不同的萃取溶剂对煤直接液化残渣进行两次萃取，结合固液分离和溶剂回收处理，对得到的萃取物分别进行聚合处理，得到了符合浸渍沥青、粘结剂沥青使用标准的第一改性沥青和符合高温沥青粘结剂、制备针状焦、沥青焦和碳纤维的原料使用标准的第二改性沥青。该方法实用性强，实现了煤直接液化残渣的深度合理利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种改性沥青、利用煤直接液化残渣制备改性沥青的方法及其应用。该方法包括以下步骤：S1、对煤直接液化残渣进行处理，得到第一萃取物和第一萃余物；S2、对第一萃余物进行处理，得到第二萃取物和第二萃余物；以及S3、对第一萃取物进行聚合反应，得到第一改性沥青，对第二萃取物进行聚合反应，得到第二改性沥青。采用不同的萃取溶剂对煤直接液化残渣进行两次萃取，结合固液分离和溶剂回收处理，对得到的萃取物分别进行聚合处理，得到了符合浸渍沥青、粘结剂沥青使用标准的第一改性沥青和符合高温沥青粘结剂、制备针状焦、沥青焦和碳纤维的原料使用标准的第二改性沥青。该方法实用性强，实现了煤直接液化残渣的深度合理利用。【专利说明】改性沥青、利用煤直接液化残渣制备改性沥青的方法及其应用
本专利技术涉及煤液化残渣深加工
，具体而言，涉及一种改性浙青、利用煤直接液化残渣制备改性浙青的方法及其应用。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，现代化和社会发展进程不断加快，我国对石油产品的消费量不断增长，大大超过了同期原油生产的增长速度，导致我们石油进口量逐年俱增，且已经超过了自产量。而我国是个富煤贫油的国家，充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭直接液化等先进的清洁煤技术是减少对国外原油过度依赖，缓解我国石油资源短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一，同时也是提高我们煤炭资源利用率，减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要举措。煤炭直接液化是将煤通过高温、高压，在催化剂作用下加氢直接转化成清洁的运输燃料(石脑油、柴油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。煤直接液化的过程一般是将煤预先粉至0.15mm以下的粒度，再与溶剂配成煤浆，并在一定温度(约450°C )和高压下加氢，使煤中的大分子裂解加氢成较小分子的过程。液化过程中除了得到需要的液化产品以外，还副产一些烃类分子、COx等气体、工艺水和固液分离过程产生的液化残留物(又称煤液化残渣)。液化残渣一般约占进煤量的30%左右。煤液化残渣的利用对液化过程的效率和整个液化厂的经济性和环境保护等均有不可低估的影响。研究煤直接液化残渣的高效、可行的综合利用方法，提取出有价值的产品对提高直接液化过程的经济效益具有重要的现实意义。煤直接液化残渣主要由无机质和有机质两部分组成，有机质包括液化重油、浙青类物质和未转化的煤，无 机类物质(通常称为灰分)包括煤中的矿物质和外加的催化剂。有机类物质中的液化重油和浙青类物质约占残渣量的50%，未转化煤约占残渣量的30%，灰分占20%左右。因此，将液化残渣中约占50%的浙青类物质和重质油分离出来进行综合开发利用，从中提取或制备出更有价值的产品是可行的。当今对煤液化残渣的利用主要是一些传统的方法，如燃烧、焦化制油以及气化制氢等。作为燃料直接在锅炉或窑炉中燃烧，无疑将影响煤液化的经济性，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题。焦化制油虽然增加了煤液化工艺的液体油收率，但液化残渣并不能得到最合理的利用，半焦和焦炭的利用途径也不十分明确。将液化残渣进行气化制氢的方法是一种有效的大规模利用的途径，但对残渣中的浙青类物质和重质油的高附加值利用潜力未得到体现，而且残渣中的灰分高达20%以上，这必将给气化炉的排渣带来很大影响。专利ZL200510047800.X公开了一种以煤炭直接液化残渣为原料等离子体制备纳米炭材料的方法。专利ZL200610012547.9公开了一种将煤液化残渣作为道路浙青改性剂的方法。ZL200910087907.5公开了一种利用煤直接液化残渣制备浙青基碳纤维的方法。专利200910086158.4公开了一种以煤液化残渣制备中间相浙青的方法。但上述方法均以煤液化残渣中的浙青类物质为原料，没有涉及到浙青的改性，而且残渣中浙青类物质的抽提均以价格昂贵的纯化学试剂为溶剂，成本相对比较高。专利JP59084977公开了一种提取液化残渣中有机质的方法，将抽提得到的有机质(包括重质液化油和浙青烯)全部进行二次加氢裂解，得到轻质石脑油，从而提高总体液化油的收率，但存在着由于浙青类物质的存在致使二次加氢催化剂非常容易积炭失活的问题。专利JP130412公开了一种从煤直接液化残渣中分离出重质液化油和浙青类物质的方法，该方法将分离的重质液化油进行二次加氢裂解得到轻质液化油，而浙青类物质进入煤液化单元进行再液化反应。一方面，由于重质油品的馏分比较重，芳烃含量比较高，二次加氢裂解制轻质燃料反应比较剧烈，不仅要求进行深度加氢，导致氢耗量增加，而且容易造成催化剂因结焦而失活，从而对加氢裂解催化剂的性能提出了很高的要求，要求加氢裂解催化剂具有较强的活性、比较强的抗积炭能力。另一方面，分离出来的浙青类物质进行再液化时，其再液化效果并不好，而且还会造成在液化反应器中沉积、结焦等不良效果，因此该方法并不能实现浙青类物质的合理高效利用。因此，目前迫切需要出现一种对煤直接液化残渣进行深度利用的途径，以制备出高品质的改性浙青。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种改性浙青、利用煤直接液化残渣制备改性浙青的方法及其应用，该方法为制备高品质的改性浙青提供了一种新的途径，实现了煤直接液化残渣中浙青类物质的高附加值利用。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种利用煤直接液化残渣制备改性浙青的方法，包括以下步骤:S1、对煤直接液化残渣进行处理，得到第一萃取物和第一萃余物；S2、对第一萃余物进行处理，得到第二萃取物和第二萃余物；以及S3、对第一萃取物进行聚合反应，得到第一改性浙青，对第二萃取物进行聚合反应，得到第二改性浙青。进一步地，步骤S3中对第一萃取物进行聚合反应的条件为:惰性气氛，温度为300~420°C，压力为IKPa~0.5MPa，时间为I~8小时；优选地，对第一萃取物进行聚合反应的条件为:惰性气氛，温度为350~400°C，压力为3.0KPa~0.3MPa，时间为3~6小时。进一步地，步骤S3中对第二萃取物进行聚合反应的条件为:惰性气氛，温度为330~430°C，压力为1.0KPa~1.0MPa,时间为2~10小时；优选地，对第一萃取物进行聚合反应的条件为:惰性气氛，温度为380~410°C，压力为3.0KPa~0.5MPa，时间为4~8小时。进一步地，步骤SI包括:S11、将煤直接液化残渣与第一萃取溶剂混合，搅拌，一级萃取，得到第一萃取混合物；S12、对第一萃取混合物进行固液分离，得到第一萃取液和第一萃余物；以及S13、对第一萃取液进行溶剂回收，得到第一萃取物。进一步地，步骤Sll包括:将煤直接液化残渣与第一萃取溶剂按质量比1:1~1:10混合，将得到的混合液在0.1~1.0MPa,20~110°C下恒温搅拌，热溶萃取，得到第一萃取混合物；热溶萃取在惰性气氛下进行，热溶萃取的时间为10~60分钟,恒温搅拌的速率为50~400r/分钟。进一步地，步骤S2包括:S21、将第一萃余物与第二萃取溶剂混合，搅拌，二级萃取，得到第二萃取混合物；S22、对第二萃取混合物进行固液分离，得到第二萃取液和第二萃余物；以及S23、对第二萃取液进行溶剂回收，得到第二萃取物。进一步地，步骤S21包括:将第一萃余物与第二萃取溶剂按质量比1:1~10混合，将得到的混合液在0.1~1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤直接液化残渣制备改性沥青的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对所述煤直接液化残渣进行处理，得到第一萃取物和第一萃余物；S2、对所述第一萃余物进行处理，得到第二萃取物和第二萃余物；以及S3、对所述第一萃取物进行聚合反应，得到第一改性沥青，对所述第二萃取物进行聚合反应，得到第二改性沥青。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程时富，李克健，章序文，王洪学，常鸿雁，张元新，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司， 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