[发明专利]一种利用煤液化残渣制备改性中间相沥青的方法

说明书

本发明涉及一种利用煤液化残渣制备改性中间相沥青的方法，包括以下步骤：1)将煤液化残渣进行粉碎、筛分、烘干，得到煤液化残渣粉；2)将煤液化残渣粉与萃取剂混合进行萃取，经抽滤得到萃取液；3)将萃取液进行蒸发、炭化，得到中间相沥青；4)将中间相沥青与交联剂、催化剂混合，之后进行交联反应，得到低聚物；5)将低聚物进行高温热处理，得到改性中间相沥青。与现有技术相比，本发明通过将煤液化残渣制备成中间相沥青，并对其进行改性处理，制备得到了具有一定光学结构的改性中间相沥青，降低了软化点，提高了收率和各向异性，使其具有实际的工业价值及应用价值。

技术领域

本发明属于煤液化技术领域，涉及一种利用煤液化残渣制备改性中间相沥青的方法。

背景技术

随着经济和科学技术的飞速发展，以及人民生活水平的日益提高，我国对能源的消耗也越来越大，需求也越来越高。我国的能源现状是“富煤、缺油、少气”，发展煤炭工艺是减少我国对国外进口原油的过度依赖、缓解我国石油资源短缺的一项有效途径。传统的煤液化技术总会造成一定量未反应的煤，以及其中夹带的无机矿物质和一些煤液化的中间产物被排出液化装置。而分离液化油后的剩余物质为液化残渣，它是一种高碳、高灰、高硫的物质，并且产量一般能达到原料煤的30wt％左右。因此，无论是从环保的角度还是经济效益的角度出发，对煤液化的中间产物进行开发利用都是一个重要的能源建设项目。

煤液化过程是涉及多种反应且多种反应协同进行的极其复杂的过程，这些反应包括煤大分子结构的破碎、化学键的断裂、自由基的转移、自由基加氢等等，而其产生的液化残渣也是由大量的混合物掺杂而成。为了合理利用煤液化残渣，越来越多的人将目光投向了中间相沥青的研究中。

目前，关于煤液化残渣合成中间相沥青的技术仍处于初级阶段，没有成熟的方案对煤液化残渣进行综合处理，许多方法仍停留于实验室研究阶段，无法满足工业化应用的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用煤液化残渣制备改性中间相沥青的方法，通过将煤液化残渣制备成中间相沥青，并对其进行改性处理，得到了更优的改性中间相沥青，可以充分利用煤液化残渣，将其变废为宝，为基碳纤维、泡沫炭材料等领域做出贡献。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用煤液化残渣制备改性中间相沥青的方法，该方法包括以下步骤：

1)将煤液化残渣进行粉碎、筛分、烘干，得到煤液化残渣粉；

2)将煤液化残渣粉与萃取剂混合进行萃取，经抽滤得到萃取液；

3)将萃取液进行蒸发、炭化，得到中间相沥青；

4)将中间相沥青与交联剂、催化剂混合，之后进行交联反应，得到低聚物；

5)将低聚物进行高温热处理，得到改性中间相沥青。

进一步地，步骤1)中，所述的煤液化残渣粉的粒径≤1mm。

进一步地，步骤1)中，所述的煤液化残渣粉的含水量≤5wt％。优选地，烘干时间为40-50h。

进一步地，步骤2)中，所述的煤液化残渣粉与萃取剂的质量比为1:(4-6)。

进一步地，步骤2)中，所述的萃取剂包括熔融态的AlCl₃、SiCl₄或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或更多种。

优选地，所述的抽滤为真空抽滤，利用真空抽滤对煤液化残渣粉和萃取剂的混合物进行抽滤，得到的萃取液送入蒸发釜中升温蒸发，再进行炭化，得到中间相沥青。

进一步地，步骤3)中，炭化过程中，温度为400-450℃，压力为3-4MPa，时间为5-7h。炭化过程在高压釜中、氩气气氛中进行。