[发明专利]煤沥青基碳纤维的生产工艺方法

摘要

本发明公开一种煤沥青基碳纤维的生产工艺方法，包括以下步骤：(1)煤粉制备工段、(2)沥青抽提工段、(3)沥青过滤工段、(4)毛沥青蒸发脱溶工段、(5)加氢精制工段、(6)喷丝工段、(7)预氧化工段、(8)炭化工段。本发明是以煤为原料用萃取的方法连续生产出可纺煤沥青后，直接液态输送到喷丝设备进行喷丝。从根本上突破国外的技术封锁，采用自主原料生产碳纤维，在价格上具有较大优势，大大增加国内碳纤维产品的使用量，促进国内材料产业的进一步发展。

主权项

1、一种煤沥青基碳纤维的生产工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)煤粉制备工段：将原料煤进行破碎处理，形成1～3mm的煤粉，对破碎的煤粉进行干燥，使其含水率≤0.1％；(2)沥青抽提工段：煤粉从浸出抽提器的上部加入，有机溶剂由浸出抽提器的下部进入，两者的重量比为3∶4，浸出抽提器内温度150℃～200℃，压力2.0～2.5MPa；抽提后的煤粉残渣排放掉，而抽提液进入沥青过滤工段；(3)沥青过滤工段：抽提液经过过滤设备，滤掉98％以上直径大于0.1微米的固体颗粒；(4)毛沥青蒸发脱溶工段：对滤液进行闪蒸，除去80％的溶剂，得到溶剂与沥青的混合悬浮液；该悬浮液进行干燥处理，使其溶剂的含量少于0.5％，干燥后的沥青后为毛沥青；溶剂回收至溶剂罐；(5)加氢精制工段：毛沥青与粗苯按重量比1∶1混匀，形成悬浮液，然后向该悬浮液中通入氢气，升温加压进行加氢反应，其中氢气与毛沥青的重量比为1∶5，反应时间为6～8小时，反应温度330～340℃，压力为12.0MPa；反应后的液体沥青进入高温分离器，释放出液体沥青中的轻组份和未反应的氢气，高温分离器的底部分离出的液体沥青，360℃下进行热聚合，聚合时间约4小时；聚合后的沥青经真空蒸发处理，除去轻组分；(6)喷丝工段：液体沥青迭到喷丝装置中，采用喷吹法进行喷丝处理，得到沥青纤维；(7)预氧化工段：采用空气气相氧化法进行沥青纤维的预氧化处理；(8)炭化工段：经预氧化处理后的沥青纤维被立即送入高温炭化炉，温度为1000～1200℃，时间为15～25分钟，在氮气的保护下进行炭化，即得到煤沥青基碳纤维。