[发明专利]一种中间相炭微球及利用沥青热裂油制备中间相炭微球的方法

说明书

本发明属于中间相炭微球的制备技术领域，具体涉及一种中间相炭微球及利用沥青热裂油制备中间相炭微球的方法。该方法包括以下步骤：1)将沥青热裂油过滤除渣，然后将沥青热裂油用第一有机溶剂溶解，再蒸馏得到可溶组分；2)将步骤1)得到的可溶组分在管式密闭容器内进行热处理，得到热聚产物；3)将步骤2)得到的热聚产物用第二有机溶剂溶解后抽滤，得到滤饼，再将滤饼粉碎，经烘干处理后再进行炭化，即得中间相炭微球。本发明将炭素行业生产过程中产生的大量热解油再利用，制备具有高附加价值的中间相炭微球，有效解决废物利用及环保问题。

技术领域

本发明属于中间相炭微球的制备技术领域，具体涉及一种中间相炭微球及利用沥青热裂油制备中间相炭微球的方法。

背景技术

沥青类稠环芳烃化合物热处理时，发生热缩聚反应生成具有各向异性的中间相小球体，把中间相小球从沥青母体中分离出来形成的微米级球形炭材料就称为中间相炭微球。中间相炭微球是一种新型功能材料，具备杰出的物理化学性能，如良好的化学稳定性、高堆积密度、易石墨化、热稳定性好以及优良的导电和导热性等，是制备高性能炭材料的优质前驱体，拥有着广阔的应用及发展前景。

目前制备中间相炭微球的制备方法有：直接法(热缩聚)和间接法(乳化法、悬浮法)，其工艺主要涉及小球的控制制备、有效分离和高温处理。直接缩聚法的优点是工序简单，条件易于控制，易实现连续生产；缺点是中间相小球容易融并，且中间相炭微球尺寸分布宽，形状和尺寸不均匀，收率较低。若通过保留体系中一次QI或添加成核剂而提高收率，则这些物质又会影响产品的最终性能。间接法的优点是中间相炭微球尺寸分布较窄，内部轻组分含量较低，杂质较少；缺点是工艺复杂繁琐，中间相炭微球必须经不熔化处理，且制备过程中存在困难，工业化前景暗淡。

用于制备中间相炭微球的原料主要有：煤沥青、煤焦油、石油沥青、石油重质、合成沥青、合成树脂等含碳有机物质。在传统炭素工业(如石墨电极、预焙阳极等)生产领域，作为粘结剂和浸渍剂的沥青在随后高温热处理过程中热解产生大量烟气和油雾，通常采用放散、燃烧或回收等措施处理；在新型炭材料(如沥青基炭纤维、炭/炭复合材料、高密度各向同性石墨、沥青焦及锂电负极沥青包覆材料等)产品生产过程中也涉及沥青热裂解带来的油气回收和处理问题。若能将洗油吸收或电捕收集的沥青热解油再利用、制备具有高附加价值的炭素制品，不仅可以有效解决废物利用及环保问题，而且有望开发新产品并创造价值。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种中间相炭微球及利用沥青热裂油制备中间相炭微球的方法。本发明将炭素行业生产过程中产生的大量热解油再利用，制备具有高附加价值的中间相炭微球，不仅可以有效解决废物利用及环保问题，而且可以开发新产品并创造价值。

本发明所提供的技术方案如下：

一种利用沥青热裂油制备中间相炭微球的方法，包括以下步骤：

1)将沥青热裂油过滤除渣，然后将沥青热裂油用第一有机溶剂溶解，再蒸馏得到可溶组分；

2)将步骤1)得到的可溶组分在密闭容器内进行热处理，得到热聚产物；

3)将步骤2)得到的热聚产物用第二有机溶剂溶解后抽滤，得到滤饼，再将滤饼粉碎，经烘干处理后再进行炭化，即得中间相炭微球。

上述技术方案以精制后的沥青热裂油为原料，采用密闭容器内直接热聚合制备含液晶中间相小球的热聚沥青，溶剂分离所得滤饼粉碎后进行较低温度的烘干处理可以快速完成中间相小球的氧化稳定化(即不熔化)，最后炭化即得中间相炭微球，该制备方法简单，易于操作，生产成本低。

进一步的，步骤2)中，将步骤1)得到的可溶组分在管式密闭容器内进行热处理，得到热聚产物。

进一步的，步骤2)中，将步骤1)得到的可溶组分静置在管式密闭容器内进行热处理，得到热聚产物。