[发明专利]煤沥青深加工的方法

说明书

本发明提供了一种煤沥青深加工的方法。所述方法包括以下步骤:煤沥青原料注入反应器中，通入惰性气体作为保护气，先升温再恒温，聚合反应得到含有中间相碳微球和中间相沥青的混合物；将所述混合物加入有机溶剂中混合均匀，然后经微米级过滤器进行固液分离得到固相物料和液相物料；所述液相物料经减压蒸馏回收所述有机溶剂，减压蒸馏剩余物为所述中间相沥青，所述固相物料干燥得到所述中间相碳微球。本申请提供的煤沥青深加工的方法，可以得到高附加值的中间相碳微球，收率高、工艺流程简单、节能环保、成本低。

技术领域

本发明涉及煤沥青领域，具体而言，涉及一种煤沥青深加工的方法。

背景技术

煤沥青是煤焦油加工过程分离出来的大宗产品，约占煤焦油的50%〜60%，其加工利用水平对整个煤焦油加工来说至关重要。煤沥青经加工后可以得到不同用途的产品，如炭材料生产所用的粘结剂和浸渍剂、针状焦、中间相碳微球、炭纤维、防腐材料、燃料等，这些产品在冶金、炭素、化工、建材等领域发挥着不可忽视的作用。但是，随着煤化工的发展，不断增加的煤沥青产量使其在加工、利用中存在的问题日益凸显出来。我国煤沥青加工中的问题主要是加工深度不够、产品种类单一、抵御市场风险能力差等。

自日本的Honda和Yamada于1973年首次通过溶剂从热处理后的沥青中分离出中间相碳微球(MCMB)，并利用这种小球体制备出无粘结剂、高密度碳材料以来，MCMB一直是碳素界研究的热点和重点。由于MCMB具有独特的分子层结构和良好的导电性，同时具有很高的表面活性，使其在新能源、冶金、化工、环保、核能、碳素材料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迎合市场发展的重点方向。MCMB优良的结构性能，可以保证锂离子电池的高比容量和较长的循环利用寿命，逐渐成为锂电池负极的首选材料。

中间相碳微球的方法主要有乳化法、悬浮法和聚合法。乳化法和悬浮法还尚未实现工业化，聚合法是工业上应用最成熟的方法，通过将含有稠环芳烃的原料在一定温度和压力下聚合反应，再采用溶剂溶解、微米级过滤等分离方法得到 MCMB。

提高MCMB的产率和增大MCMB的粒径是聚合法首要解决的问题。通过球化反应器的外循环方式，改变了球化反应内的流动状态，增大了原料中可炭化物质的接触面积和反应时间，达到了提高MCMB的产率和增大MCMB的粒径的目的。中间相碳微球与沥青混合物的分离过程也是关注的重点之一，由于沥青母液的粘度大、流动性差等特点，导致其分离过程比较困难，离心分离法虽然可以有效分离MCMB，但是高投资、高运行能耗导致其经济性较差。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种煤沥青深加工的方法，可以得到高附加值的中间相碳微球，收率高、工艺流程简单、节能环保、成本低。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种煤沥青深加工的方法，所述方法包括以下步骤:

煤沥青原料注入反应器中，通入惰性气体作为保护气，先升温再恒温，聚合反应得到含有中间相碳微球和中间相沥青的混合物；

将所述混合物加入有机溶剂中混合均匀，然后经微米级过滤器进行固液分离得到固相物料和液相物料；所述液相物料经减压蒸馏回收所述有机溶剂，减压蒸馏剩余物为所述中间相沥青，所述固相物料干燥得到所述中间相碳微球。

通过聚合反应得到混合物，过滤干燥得到中间相碳微球，具有极好的应用价值。所得的中间相沥青可以进行进一步深加工。通过溶解降低沥青母液的粘度，再通过微米级过滤器将炭微球从沥青母液中分离出来，提高收率。

中间相沥青可用作电极浸渍剂沥青、碳纤维生产用可纺沥青、粘结剂沥青或耐火材料结合剂。

可选地，可将得到的中间相碳微球用分级机进行分级，分成0.1-5微米、6-20微米、20微米以上三个产品。