[发明专利]一种中温煤沥青环保和高效利用联合生产工艺方法

说明书

本发明公开了一种中间相沥青微球、浸渍剂沥青、包覆沥青和针状焦的联产工艺方法，以中温煤沥青为原料，通过聚合球化反应生产中间相沥青微球，提取中间相沥青微球后的沥青，既可以由减压蒸馏得到浸渍剂沥青，也可由供氢剂加氢重整得到的精制沥青。此沥青可以作为生产针状焦原料，也可用于生产包覆沥青；使煤沥青得到了完全充分的利用，可得到高附加值的优质针状焦、中间相沥青微球、浸渍剂沥青、包覆沥青及副产油品。主要产品收率高，工艺流程简单，自动化程度高，环保性好，可明显降低企业生产成本，提高企业利润。针状焦及中间相沥青微球产品质量指标优异，和日本、英国等国外产品质量指标一致，完全可替代进口。

技术领域

本发明涉及一种中温煤沥青环保和高效利用联合生产工艺方法，属于煤沥青在新材料和新能源领域的深加工和应用领域，涉及到煤系针状焦、中间相沥青微球、浸渍剂沥青和包覆沥青的联合工艺方法。

背景技术

煤沥青是煤焦油蒸馏分离过程产生的产品之一，约占煤焦油总质量的其工艺水平代表着焦油加工行业整体的技术达到高度，具有指标性意义。煤沥青含有多种杂环芳烃，是石油沥青所无法替代的，经过不同工艺方法加工后可以得到不同用途的产品，尤其是在新型碳材料领域，如大功率大直径电极和核石墨生产所用的粘结剂和浸渍剂；针状焦；锂电池负极用中间相沥青微球；炭纤维用可纺沥青；耐火材料粘结剂；电机的炭电刷等，这些产品在冶金、核工业、炭素、新能源、新材料等领域发挥着不可忽视的作用。我国焦油加工行业起步较早，发端于“一五”期间苏联援建的鞍山钢铁公司，作为生产炼铁用焦炭的副产品回收工序，重视程度不高，导致技术进步缓慢。改革开放后，尤其是宝钢引进日本新日铁技术，让我国的焦油和煤沥青加工生产技术和国外的巨大差距得到了直观的体现。主要是由于技术进步缓慢，导致加工深度不够、产品种类单一、效益低下、环保设施落后，抵御市场风险能力差等。

自澳大利亚的Dr.Tayler提出沥青中间相概念，日本的Dr.Honda和Dr.Yamada于1973年首次从沥青中分离出中间相沥青微球，并利用这种小球体制备出无粘结剂高密度碳材料以来，中间相沥青微球的研究进入到了快车道，获得了各方面的重视。由于中间相沥青微球具有独特的分子层结构和良好的脱嵌锂离子导电性，同时具有很高的自黏性，使其在新能源电池、冶金、化工、环保、核电站反应堆石墨外壳等领域有广阔的应用空间。近年来，随着现有电动汽车等领域的快速发展，锂离子电池的应用范围越来越大，对大型锂离子电池及其相关电极材料的研发将是发展的重点方向。中间相沥青微球优良的微观结构，可以保证锂离子电池的高比容量和较长的循环利用寿命以及安全性，同时绿色环保的制造过程，逐渐成为锂电池负极的重点使用材料。

针状焦外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感。是制造大型炼钢电炉用电极的唯一优质原料、也是高端炭素制品的必需原料之一。针状焦制成的石墨电极具有抗热冲击性能强、机械强度高、抗氧化性能好、吨钢电极消耗低及允许电流密度大等特点。

高品质沥青是碳纤维、高纯度石墨及核电站用石墨的原料，其具有高软化点、几乎不含量喹啉不溶物及高结焦值的特点，可以满足制造碳纤维、高纯度石墨和核用石墨的要求。中间相沥青微球的方法主要有乳化法、悬浮法和聚合法。乳化法和悬浮法还在试验室阶段，实现工业化还尚待时日。聚合法是目前工业化最成熟的方法，通过将沥青原料在一定温度和压力下聚合球化反应，再采用溶剂溶解、洗涤分离、干燥、分级等工序分离得到中间相沥青微球。

目前煤沥青加工工艺深度不够、产品品种单一，环保和经济效益一般。相关企业利润率长期维持在盈亏平衡点，抗市场风险能力差。本专利为煤沥青的绿色环保深度加工、增加产品品种和附加值提供了良好的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的煤沥青加工工艺深度不够、产品品种单一，环保和经济效益一般的缺陷，提供一种中温煤沥青环保和高效利用联合生产工艺方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：