高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法技术

本发明专利技术提供高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法，上述高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法包括：混合煤焦油类原料物质、第一溶剂及第二溶剂来准备混合物的步骤；在上述混合物中，利用离心分离法或倾析(decanting)法分离不包含不容物的上清液部分和包含不容物的污泥部分的步骤；以及在280℃以下的温度下，对不包含不容物的上清液部分进行减压蒸馏，来去除第一溶剂及第二溶剂，并取得高纯度沥青的步骤，上述第一溶剂为对β-树脂和喹啉不容物具有凝聚性的、具有至少一个取代基的单环芳香族化合物的单一溶剂，上述第二溶剂为对β-树脂和沥青具有溶解性的芳香族化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法
本专利技术涉及高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法。
技术介绍
作为从煤焦油、碳黑原料油、煤焦油沥青等去除不溶性物质的方法，介绍了过滤法，但由于过滤法使用过量的溶剂，过滤速度慢且存在加载等的问题，因而不实用，一般利用静置沉降法来去除不溶物。当利用静置沉降法来去除不溶物时，需要150℃温度以上的高温，为了诱导不溶物的凝聚或降低原料沥青的粘度而使用的溶剂主要使用脂肪族类成分的溶剂，例如，主要使用正己烷、石油类石脑油、煤油及柴油等，或者，在这种脂肪族类溶剂中混合芳香族类油等来使用(日本特许JP昭52-028501、日本特许JP昭52-078201、美国专利US4127472)。但是，若为了去除喹啉不溶物(QI)而使用脂肪族类溶剂，则存在作为对煤焦油沥青内的各向异性组织生长有用的物质的β-树脂与不溶物一同去除，且实质上，相对于原料的沥青回收量也减少的问题，当实际运行时，经常发生静置机下部部分被堵塞的现象，导致存在连续运转的问题，并且，若将包含上述脂肪族类溶剂等的溶剂系统适用于离心分离法(韩国特许10-1321077(2013年10月16号))，则存在溶剂和沥青分离或沥青的回收量少的问题，从而使实效性降低。如上所述，以往的技术为了生产去除了不溶物的优质的沥青，单独使用脂肪族类溶剂或混合使用脂肪族类溶剂和芳香族类溶剂，来诱导了不溶物的凝聚，但是，由于溶剂本身的物性，存在去除不溶物后所取得的沥青的质量差或回收率少，并使工序变得复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术的一实例提供如下方法，即，去除喹啉不溶物，并取得回收率为80重量％以上且β-树脂含量丰富的沥青，从而稳定地制备用于高质量碳产品原料时优秀的沥青。技术方案在本专利技术的一实例中，可提供碳材料用高纯度沥青的制备方法，上述碳材料用高纯度沥青的制备方法包括：混合煤焦油类原料物质、第一溶剂及第二溶剂来准备混合物的步骤；在上述混合物中，利用离心分离法或倾析(decanting)法分离不包含不溶物的上清液部分和包含不溶物的污泥部分的步骤；以及在280℃以下的温度下，对不包含不溶物的上清液部分进行减压蒸馏，来去除第一溶剂及第二溶剂，并取得高纯度沥青的步骤，上述第一溶剂可对β-树脂和喹啉不溶物具有凝聚性，上述第二溶剂可对β-树脂和沥青具有溶解性，上述第一溶剂可以为具有一个以上的取代基的单环芳的单一溶剂，上述取代基可选自由C1-C4烷基、卤素原子、-SH、-NH2、-OH及它们的组合组成的组中。取得上述沥青的步骤可包括对污泥部分进行常压及减压蒸馏，来回收第一溶剂及第二溶剂的步骤。可回收去除的上述溶剂来再循环，从而再使用为上述第一溶剂或第二溶剂。具体地，上述第一溶剂可以为甲苯、二甲苯、苯酚、苯胺、苯硫酚(thiophenol)、氯苯、氟苯或甲酚的第一芳香族类单一溶剂。上述第二溶剂可包含：a)包含70重量％以上的、取代或未取代的杂芳基的混合溶剂，其中所述杂芳基包含一个或两个以上的芳香环，且所述芳香环包括一个或两个杂环原子；b)包含70重量％以上的、取代或未取代的芳基的混合溶剂，其中所述芳基含有至少两个芳香环；c)选自在煤焦油蒸馏过程中生成的i)萘油、ii)洗油(NSR，WashOil)、iii)杂酚油及iv)蒽油中的一种以上；d)重油热分解副产物油(delayedcokerbyproductoil)；e)N-甲基吡咯烷酮(NMP，N-methylpyrrolidone)及它们的组合组成的组中的至少一种。在取代上述杂芳基或上述芳基的情况下，上述杂芳基或上述芳基的至少一个氢原子被选自由C1-C4烷基、卤素原子、-SH、-NH2、-OH及它们的组合组成的组中的取代基取代，并且，可包括两个以上的上述取代基融合来形成稠环的情况。具体地，上述第二溶剂可以为包含选自由喹啉、异喹啉、甲基萘、吡啶、洗油、萘油、杂酚油、蒽油、重油热分解副产物油及它们的组合组成的组中的至少一种的第二芳香族类溶剂、N-甲基吡咯烷酮或它们的组合。上述第一溶剂和上述第二溶剂的重量比可以为约1:1至约15:1。以100重量份的上述煤焦油类原料物质为基准，可混合约50至约300重量份的上述第一溶剂及上述第二溶剂。在20至150℃温度下可进行如下两个步骤：混合煤焦油类原料物质和第一溶剂及第二溶剂的步骤；以及利用离心分离法或倾析法分离混合物的步骤。上述煤焦油类原料物质、上述第一溶剂及上述第二溶剂的混合物在70℃温度下可表示约60cP以下的粘度。相对于原料物质，通过上述碳材料用高纯度沥青的制备方法取得的高纯度沥青的回收率可以为80重量％以上。有益效果通过上述高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法取得的原料用沥青的喹啉不溶物(QI)含量低，且β-树脂回收率高。并且，通过上述工序，相对于原料沥青可回收80％以上的高纯度沥青，从而具有经济效果。附图说明图1为示出本专利技术一实例的高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法的各个步骤的框图。图2为表示在实施例1-实施例3及比较例5中获得的沥青的回收率的曲线图。图3为表示在实施例1-实施例3及比较例5中制备的高纯度沥青含有的喹啉不溶物含量的曲线图。图4为使用在实施例1中制备的高纯度沥青，并通过实施例1中记述的方式制备的针状焦的偏光显微镜的图像。图5为使用在实施例1中制备的高纯度沥青来制备的短纤维碳纤维的扫描电子显微镜图像。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施例，用于使本专利技术所属
的普通技术人员可容易实施。本专利技术不局限于在此说明的实施例，能够以多种不同的方式实现。在本说明书中，只要没有另外的定义，“取代”是指由C1-C4烷基、卤素原子、-SH、-NH2、-OH及它们的组合取代的。在本说明书中，只要没有另外的定义，“它们的组合”是指两个以上的取代基借助连接基来结合，或两个以上的取代基缩合来结合。在本说明书中，只要没有另外的定义，“杂环”是指在一个化合物或取代基内包含一个至三个选自由N、O、S及P组成的组中的杂环原子，剩余为碳。在本说明书中，只要没有另外的定义，“烷基(alkyl)”是指均包含不包含任何烯烃基或炔烃基的“饱和烷基(saturatedalkyl)”、或包含至少一个烯烃(alkene)基或炔烃(alkyne)基的“不饱和烷基(unsaturatedalkyl)”。上述“烯烃基”是指至少两个碳原子由至少一个碳-碳双键形成的取代基，“炔烃基”是指至少两个碳原子由至少一个碳-碳三键形成的取代基。上述烷基可以为支链型、直链型或环型。例如，C1至C4烷基是指烷基链中存在一至四个碳原子，其表示选自由甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基组成的组中。典型的烷基有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、环丙基、环丁基等。在本说明书中，“芳香族化合物”是指作为包含环形环的化合物，环的所有元素具有P-轨道，且这种P-轨道形成共轭(conjugation)的化合物。具体例有芳基和杂芳基。“芳基(aryl)”包含单环或稠环(即，分别具有多个碳原子的相邻对的多个环)。“杂芳基(heteroaryl)”是指在芳基内包含一至三个选自由N、O、S及P组成的组中的杂环原子，剩余为碳。在上述杂芳基为稠环的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法，其特征在于，包括：混合煤焦油类原料物质、第一溶剂及第二溶剂来准备混合物的步骤；在所述混合物中，利用离心分离法或倾析法分离不包含不容物的上清液部分和包含不容物的污泥部分的步骤；以及在280℃以下的温度下，对不包含不容物的上清液部分进行减压蒸馏，来去除第一溶剂及第二溶剂，并取得高纯度沥青的步骤，所述第一溶剂对β‑树脂和喹啉不容物具有凝聚性，所述第二溶剂对β‑树脂和沥青具有溶解性，所述第一溶剂为具有一个以上的取代基的单环芳的单一溶剂，所述取代基选自由C1‑C4烷基、卤素原子、‑SH、‑NH2、‑OH及它们的组合组成的组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.13 KR 10-2013-00675641.一种高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法，其特征在于，包括：混合煤焦油类原料物质、第一溶剂及第二溶剂来准备混合物的步骤；在所述混合物中，利用离心分离法或倾析法分离不包含不溶物的上清液部分和包含不溶物的污泥部分的步骤；以及在280℃以下的温度下，对不包含不溶物的上清液部分进行减压蒸馏，来去除第一溶剂及第二溶剂，并取得高纯度沥青的步骤，所述第一溶剂对β-树脂和喹啉不溶物具有凝聚性，所述第二溶剂对β-树脂和沥青具有溶解性，所述第一溶剂为具有一个以上的取代基的单环芳的单一溶剂，所述取代基选自由C1-C4烷基、卤素原子、-SH、-NH2、-OH及它们的组合组成的组，其中，所述第一溶剂和所述第二溶剂的重量比为1:1至15:1。2.根据权利要求1所述的高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法，其特征在于，回收去除的所述溶剂进行再循环，从而再作为所述第一溶剂或第二溶剂使用。3.根据权利要求1所述的高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为甲苯、二甲苯、苯酚、苯胺、苯硫酚、氯苯、氟苯或甲酚的第一芳香族类单一溶剂。4.根据权利要求1所述的高效率的碳材料用高纯度沥青的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂包含选自由如下成分组成的组中的一种以上：a)包含70重量％以上的、取代或未取代的杂芳基的混合溶剂，其中所述杂芳基包含一个或两个以上的芳香环，且所述芳香环包括一个或两个杂环原子；b)包含70重量％以上的、取代或未取代的芳基的混合溶剂，其中所述芳基含有至少两个芳香环；c)选自在煤焦油蒸馏过程中生成的i)萘油、ii)洗油、ii)杂酚油及iv)蒽油中的一种以上；d)重油热分解副产物油；以及e)N-甲基吡咯烷酮，在取代所述杂芳基或所述芳基的情况下，所述杂芳基或所述芳基的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永石，李周炯，尹光仪，表祥熙，
申请(专利权)人：OCI有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR