煤焦油和沥青中喹啉不溶物测定方法探讨

对比研究了由ISO、ASTM及我国国家标准和出口标准制订部门制定的测定喹啉不溶物含量方法的标准,分析了我国标准与ASTM和ISO标准的差距,并介绍了目前喹啉不溶物测定方法的研究现状,对我国标准尽快与国际标准接轨提出了意见和建议。     

煤焦油沥青中喹啉不溶物的分离

介绍了以煤焦油沥青为原料,采用焦化溶剂溶解、过滤和精馏等净化工艺,分离其中的喹啉不溶物。精制沥青的喹啉不溶物含量〈０．１０％,可作为优质电极浸渍沥青产品或作为生产针状焦的原料使用。     

煤焦油中脱除喹啉不溶物技术的研究进展

煤焦油是一种制备高附加值碳材料的理想原料,然而其深加工利用受到内部高含量喹啉不溶物(QI)的影响。为此,本文介绍了煤焦油的组成和性质,简述了煤焦油中QI的组成、来源和其对煤焦油加工利用的危害,综合对比分析了煤焦油净化分离常用的几种方法。热过滤法分离效率虽然满足工业需求,但工业成本较高;重力沉降法操作简单,但分离效率低;离心分离法分离效率高,但处理量小,难以满足工业化应用;蒸馏处理法分离效率高,但原料利用率低;溶剂萃取法容易操作,但溶剂需求量大;改质法效果明显,但成本较高;静电分离法能量消耗低,但静电分离最佳条件变动性较大;联合处理法分离效率较高,应用前景广阔,可以作为一种净化分离的科学有效方法,并可以作为一种净化分离技术的发展趋势。     

煤焦油中喹啉不溶物的分离方法

为了提高煤焦油的质量,分析了煤焦油中喹啉不溶物(QI)的性质及其危害,并根据分离原理分别对比分析了以下方法:自由沉降分离法原理简单,操作简便,但净化效率低;热溶分离过滤法虽然效率高,但难以推广使用;高温离心分离法大大提高了脱除率,应用前景较好;溶剂抽提脱除率较高,但需要大量的溶剂。根据实践经验提出在配煤炼焦环节通过优化配煤质量、改进工艺等措施可以最大程度地降低QI含量。     

单溶剂萃取热过滤法脱除改质煤沥青的喹啉不溶物

以鞍钢改质沥青为原料,采用单溶剂萃取法过滤脱除原料沥青中的喹啉不溶物(QI),再用常压蒸馏去除溶剂,得到QI含量小于0.1%的净化沥青。考察了料液比、恒温时间和恒温温度对改质煤沥青QI净化效果的影响。结果表明,净化最佳工艺参数为料液比1∶1.5~1∶3,恒温时间1 h,恒温温度140℃。在最佳工艺条件下得到的净化沥青软化点为62℃,QI含量为0,TI含量为19.1%,结焦值为47.77%。采用红外光谱对净化沥青进行表征,结果表明,原料沥青经过萃取过滤后芳香烃类结构减少,脂肪烃类结构增加。该净化沥青QI较低,结焦残炭率较高,可作为制备浸渍剂沥青、煤基炭纤维等炭素材料的优质原料。     

煤焦油喹啉不溶物压滤脱除和超净沥青制备

以高温煤焦油为原料,在自制小型压滤装置上脱除喹啉不溶物(QI),并对滤后煤焦油进行超临界流体萃取分馏制备超净沥青。结果表明,当滤布孔径1 250目、温度125℃、压力0.5MPa时,煤焦油中的QI质量分数可降低到0.037%。对压滤后的焦油进行超临界萃取,所制沥青的QI和甲苯不溶物质量分数分别达到0.10%和20.31%,可满足制备高性能炭素材料前驱体的要求。     

溶剂-离心法脱除煤焦油中的喹啉不溶物

以煤焦油为原料,焦化洗油为溶剂,采用溶剂-离心法脱除煤焦油中的喹啉不溶物(QI),考察了溶剂用量、溶解温度、离心转速、离心时间等因素对精制煤焦油QI含量和收率的影响.结果表明:随洗油用量的增加,QI的脱除率显著提高,净化焦油收率降低;随溶解温度的升高,净化焦油QI含量和收率都下降;随离心机转速的增加,QI脱除率上升,焦油收率降低;离心分离时间越长,净化焦油QI含量和收率都越低;在洗油用量为焦油质量的30％,溶解温度为80℃,离心机转速为4000 r/min,离心时间为10 min的条件下,净化焦油QI值从8.51％降低至0.39％,收率为77.82％.     

中温沥青的喹啉不溶物脱除

以中温沥青为原料,二甲苯作溶剂,采用溶剂离心法对其进行脱除QI试验研究.考察了沥青QI粒度分布、溶剂比对沥青溶液的流体沥青性能、分离效果、净化收率的影响规律.结果表明:多数喹啉不溶物粒度在2μm附近;随着溶剂比的增加,溶液黏度、密度逐渐降低,有利于离心脱除;由于甲苯不溶物随残渣大量析出,净化沥青收率随溶剂比增大而逐渐降低;在溶剂比0.86,离心分离时间16 min,离心机转速2 000 r/min条件下,净化沥青中的喹啉不溶物含量可降到0.03%,收率大于84%.与其他技术相比,溶剂消耗少,净化沥青QI含量低,收率大幅提高.     

煤焦油脱除喹啉不溶物(QI)的净化处理研究

以煤焦油为原料,通过重力预沉降、离心分离处理,制备出优质的针状焦生产原料,煤焦油中喹啉不溶物(QI)质量分数<0.1%。结果表明,通过重力预沉降处理,煤焦油中QI质量分数可脱除20%～30;%在煤焦油中添加有机溶剂,煤焦油黏度和密度明显改善,离心分离效果显著提高,净化焦油产率显著增加。重力预沉降处理的适宜工艺条件为:焦油温度为75℃,静置时间为24h;离心分离处理的适宜工艺条件为:焦油温度为80℃,添加由轻油和洗油组成的混合溶剂,轻油∶洗油(质量比)=1∶1,煤焦油∶混合溶剂(质量比)=1∶0.3,离心机转速为5 000r/mi n,离心分离时间为1mi n。     

用煤灰作助滤剂测煤沥青的喹啉不溶分的研究

旨在探索一种用煤灰作助滤剂的方法，从理论上分析了助滤原理，并用大量试验来证实煤灰作助滤剂的可行性。结果表明：用煤灰作助滤剂，测定煤沥青的喹啉不溶分的过程中，可显著提高过滤速度，所得数据准确度高。     

煤焦油和煤沥青的净化比较

比较了热过滤法和减压蒸馏法净化煤沥青的特点,研究了粗滤和粗滤,循环过滤,滤材孔径和助滤剂粒径对净化效果的影响,及其对原材料的适应性。结果表明：粗滤和精滤两步进行,循环过滤有利于沥青的净化,滤材和助滤剂孔径和粒径越小,净化效果越好,但是对喹啉不溶物太多的肝,用数微米孔径的滤材难于净化。     

煤沥青基中间相沥青的制备研究

以纯化的煤焦油沥青为原料,考察了热聚合温度和恒温时间对中间相沥青的收率、光学显微形态、软化点和族组成的影响.结果表明:反应温度在420℃,恒温5 h时得到了软化点为312℃的流线体型中间相沥青,其收率为79.1%;热聚合反应在相对较低的温度400℃,反应时间为10 h时形成了软化点为305℃、收率为81.4%的优质广域型可纺性中间相沥青.对该原料煤沥青而言,通过控制热聚合反应温度和恒温时间可以达到制备优质中间相的目的.     

煤焦油加工工艺对沥青质量的影响

通过对国内外不同焦油加工工艺的比较，分析了不同工艺对沥青质量的影响。建议在建设焦油加工装置时，应根据市场重点考虑工艺路线和产品方案；选用沥青时，应根据不同需要对焦油加工企业的原料来源和生产工艺进行分析，合理选择。     

煤焦油沥青纤维的不熔化过程研究

以硫化法制得的高软化点（２５５ ℃） 煤焦油沥青为原料,通过熔融纺丝、氧化不熔化及炭化处理制备煤焦油基沥青纤维。探讨了不熔化终温对产品炭纤维抗拉强度的影响,借助于元素分析、气相色谱分析（ＧＡ）、ＤＴＡ、ＴＧ 和红外光谱分析等表征手段,对沥青纤维的不熔化过程进行了研究。结果表明：氧化终温强烈影响着炭纤维的抗拉强度;煤焦油沥青纤维在空气中的不熔化过程在低于３４０ ℃时表观上表现为恒重恒热,氧化反应主要发生于２００～３４０ ℃之间。     

硫化法调制可纺性煤焦油沥青

研究了软化点在250℃～280℃范围内的硫化沥青的制备,发现以其为原料制备的炭纤维的抗张强度高达900MPa,抗张模量达40GPa。结果表明：硫化法调制的高软化点煤沥青,可纺性好,制得的炭纤维性能优良,工艺简单,易于工业放大。     

煤焦油沥青改性乙烯焦油制备中间相沥青的研究

以煤焦油沥青为改性剂改性的乙烯焦油在温度420℃、常压及惰性气体(N_2)保护下进行炭化,制备出广域融并体各向异性中间相沥青。对生成的中间相沥青进行X射线衍射分析、元素和组分分析、偏光显微观察及高温条件下的粘度测定,讨论了改性乙烯焦油的炭化行为。结果表明,由煤焦油沥青改性乙烯焦油制备的中间相沥青(ET-CTP-MP)与没有经过改性的乙烯焦油制备的中间相沥青(ET-MP)相比,有序度高、流变性好、β树脂含量高,是优质的中间相沥青。     

煤焦油沥青的深加工技术

根据国内煤焦油沥青产量和存在的现实问题,介绍了由鞍山焦化耐火材料设计研究院（ＡＣＲＥ）开发并投产的近十套工业装置的改质沥青工艺技术。通过对沥青热聚合改质机理的论述,证明了ＡＣＲＥ工艺的合理性和技术的可靠性。并同国内外共型改质沥青工艺特点进行了比较,认为ＡＣＲＥ改质沥青工艺具有重要实用价值。     

煤沥青加氢的有效途径

针对煤焦油沥青高芳香度、高缩合度和高杂原子含量的特点,在用作制备高性能沥青基炭纤维及其它高级炭材料的原料时,须对煤沥青进行改性处理。详细介绍了煤沥青加氢还原的有效途径,包括Birch还原法、溶剂加氢法、催化氢化法、醇类加氢法和电化学加氢法等,并对加氢作用机理及其应用前景作了详细评述。