一种沥青浸渍剂的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种沥青浸渍剂的合成方法，该方法采用石油沥青为原料，经调控反应参数获得缩聚沥青，再与煤系沥青组分调配获得沥青浸渍剂。本发明专利技术将石油沥青通过常压或减压或氧化缩聚等工艺得到缩聚沥青，工艺简单，缩聚沥青收率高，充分利用了石油沥青有害杂质较少、环境污染小，流动性好，以及煤系沥青残炭高的特点，利用不同煤系沥青组分既保证沥青浸渍剂的低软化点(流动性好)又保证了沥青浸渍剂的高残炭值，合成了QI

A synthetic method of asphalt impregnating agent

The invention discloses a synthetic method of asphalt impregnating agent, which uses petroleum asphalt as raw material, gets polycondensated asphalt by adjusting reaction parameters, and then mixes with coal-based asphalt components to obtain asphalt impregnating agent. The invention obtains polycondensated asphalt by atmospheric or vacuum pressure or oxidative polycondensation process. The process is simple and the yield of polycondensated asphalt is high. It takes full advantage of the characteristics of petroleum asphalt, such as less harmful impurities, less environmental pollution, good fluidity, and high carbon residue of coal-based asphalt, and guarantees the low softening point (good fluidity) and leaching of asphalt impregnator by using different coal-based asphalt components. QI was synthesized by high residual carbon value of green impregnating agent.

【技术实现步骤摘要】
一种沥青浸渍剂的合成方法
本专利技术涉及一种沥青浸渍剂的合成方法。
技术介绍
炭素材料属于多孔材料，炭素制品的总气孔率为16％～25％，石墨制品的总气孔率为25％～32％，其中部分气孔来源于骨料颗粒内部固有孔隙以及颗粒料之间的孔隙，而另外一部分气孔则是炭素生坯制品在煅烧热处理过程中形成的。大量气孔的存在必然会对炭素材料的性能产生很大的影响。浸渍是在一定温度和压力下使液态浸渍剂浸入炭材料气孔中的工艺过程。其目的是提高炭材料的密度，使多孔炭质材料致密化，降低气孔率和渗透率，增加炭材料的机械强度及改善导电、导热性能。沥青浸入被浸渍样品的气孔中主要靠黏滞流动，黏度较低的沥青浸渍剂可以较容易地渗透到材料坯体的孔隙中，以提高浸渍增重率和浸渍均匀性。此外，沥青因具有高的结焦残炭值，使浸渍—炭化(或二次焙烧)的循环次数尽可能减少。目前沥青浸渍剂一般采用中温煤沥青进行调制，此类沥青既作黏结剂又作浸渍剂，其喹啉不溶物QI含量高达2％～10％，结焦残炭值低，影响炭素材料制品性能。石油沥青性能与煤沥青相似，虽然其炭化收率较后者低，但其组成中有害杂质较少，对环境污染小，流动性好，是潜在的适合炭材料生产用的浸渍剂前驱体材料。国外沥青浸渍剂的生产方法主要包括：(1)煤焦油过滤法(西欧)：是在煤焦油加工装置中直接生产沥青浸渍剂。这种方法工艺简单，能耗低，但对滤网要求严格，工艺条件苛刻。(2)煤焦油溶剂抽提法：波兰国家煤化工研究所用煤焦油溶剂抽提法制备沥青浸渍剂。这种方法净化效果较好，但溶剂用量较大，工艺能耗高。国内沥青浸渍剂较常用的制备方法包括：热缩聚法、加氢法、氧化法、共炭化法和回配法等。这些方法工艺简单、成本较低，但生产过程伴随着次生QI含量的上涨，影响浸渍效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述沥青浸渍剂合成方法的缺点，提供一种QI<1％、残炭值>50％、软化点为75～115℃的沥青浸渍剂的合成方法。解决上述技术问题所采用的方案是由下述步骤组成：1、缩聚反应将石油沥青加入反应釜中，以1～30mL/min的流速通入空气或氮气或氧气，在温度为200～450℃、压力为-0.0960～0MPa下恒温搅拌反应30～200分钟，然后在此温度和气氛、压力为0～5MPa下继续反应30～300分钟，得到缩聚沥青。2、调制反应将步骤1所得缩聚沥青与调制剂1、调制剂2按照质量比为100:1～15:1～15加入反应釜中，在氮气保护下以1～8℃/min的速率升温至90～300℃，恒温搅拌反应30～120分钟，得到沥青浸渍剂。上述步骤1中，所述的石油沥青为常压渣油、减压渣油、抽出油中任意一种。上述步骤1中，优选将石油沥青加入反应釜中，以5～25mL/min的流速通入空气或氮气或氧气，在温度为320～400℃、压力为-0.07～-0.03MPa下恒温搅拌反应60～120分钟，然后在此温度和气氛、压力为0～5MPa下继续反应100～200分钟，得到缩聚沥青。上述步骤1中，进一步优选：将石油沥青加入反应釜中，以12～18mL/min的流速通入空气或氮气或氧气，在温度为350～380℃、压力为-0.06～-0.04MPa下恒温搅拌反应80～100分钟，然后在此温度和气氛、压力为2～3MPa下继续反应120～160分钟，得到缩聚沥青。上述步骤2中，所述的调制剂1为高温煤焦油、中温煤焦油、低温煤焦油中任意一种，调制剂2为酚油、萘油、洗油、蒽油中任意一种。上述步骤2中，优选缩聚沥青与调制剂1、调制剂2的质量比为100:3～10:3～10，进一步优选缩聚沥青与调制剂1、调制剂2的质量比为100:5～7:5～7。上述步骤2中，优选在氮气保护下以3～6℃/min的速率升温至120～270℃，恒温搅拌反应60～90分钟；进一步优选在氮气保护下以4～6℃/min的速率升温至180～220℃，恒温搅拌反应60～90分钟。本专利技术采用石油沥青为原料，经调控反应参数获得缩聚沥青，再与煤系沥青组分调配获得沥青浸渍剂。本专利技术通过常压或减压或氧化缩聚等工艺手段得到缩聚沥青，工艺简单，缩聚沥青收率高，且充分利用了石油沥青有害杂质较少、环境污染小，流动性好，以及煤系沥青残炭高的特点，并利用不同煤系沥青组分既保证沥青浸渍剂的低软化点(流动性好)又保证了沥青浸渍剂的高残炭值，合成了QI<1％、残炭值>50％、软化点75～115℃的性能优良的沥青浸渍剂，拓宽了沥青浸渍剂的原料来源和石油沥青的用途。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术不限于这些实施例。下面实施例所制备的沥青浸渍剂按照GB/T2293-1997《焦化固体类产品喹啉不溶物试验方法》进行喹啉不溶物含量测试；按照GB/T8727-2008《煤沥青类产品结焦值的测定方法》进行结焦值的测定；采用GBT4507-2014《沥青软化点测定法环球法》测定软化点。实施例11、将250g减压渣油装入磁力搅拌釜中，以10.5mL/min的流速通入空气，以5℃/min的升温速率升温至反应釜中的减压渣油完全软化后开启磁力搅拌器，温度升至330℃时调节真空度为-0.045MPa，保持30min；关闭出气阀，向反应釜中充入空气并将压力提高至1PMa，然后在此温度和压力下继续反应100min，得到缩聚沥青。2、将步骤1所得缩聚沥青与低温煤焦油、酚油按照质量比为100:5:10装入磁力搅拌釜中，在氮气保护下以5℃/min的速率升温至200℃，恒温搅拌反应100min，得到QI0.05％、残炭值58％、软化点85℃的沥青浸渍剂。实施例21、将250g减压渣油装入磁力搅拌釜中，以10.5mL/min的流速通入空气，以5℃/min的升温速率升温至反应釜中的减压渣油完全软化后开启磁力搅拌器，温度升至300℃时调节真空度为-0.045MPa，保持30min；关闭出气阀，向反应釜中充入空气并将压力提高至1.2PMa，然后在此温度和压力下继续反应100min，得到缩聚沥青。2、将步骤1所得缩聚沥青与低温煤焦油、酚油按照质量比为100:2:8装入磁力搅拌釜中，在氮气保护下以5℃/min的速率升温至200℃，恒温搅拌反应100min，得到QI0.07％、残炭值56％、软化点80℃的沥青浸渍剂。实施例31、将250g减压渣油装入磁力搅拌釜中，以9.4mL/min的流速通入空气，以5℃/min的升温速率升温至反应釜中的减压渣油完全软化后开启磁力搅拌器，温度升至350℃时调节真空度为-0.045MPa，保持30min；关闭出气阀，向反应釜中充入空气并将压力提高至1PMa，然后在此温度和压力下继续反应100min，得到缩聚沥青。2、将步骤1所得缩聚沥青与低温煤焦油、酚油按照质量比为100:4:8装入磁力搅拌釜中，在氮气保护下以8℃/min的速率升温至220℃，恒温搅拌反应100min，得到QI0.08％、残炭值59.2％、软化点92℃的沥青浸渍剂。实施例41、将250g常压渣油装入磁力搅拌釜中，以10.5mL/min的流速通入空气，以5℃/min的升温速率升温至反应釜中的常压渣油完全软化后开启磁力搅拌器，温度升至330℃时调节真空度为-0.065MPa，保持30min；关闭出气阀，向反应釜中充入空气并将压力提高至1PMa，然后在此温度和压力下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青浸渍剂的合成方法，其特征在于它由下述步骤组成：(1)缩聚反应将石油沥青加入反应釜中，以1～30mL/min的流速通入空气或氮气或氧气，在温度为200～450℃、压力为‑0.0960～0MPa下恒温搅拌反应30～200分钟，然后在此温度和气氛、压力为0～5MPa下继续反应30～300分钟，得到缩聚沥青；上述的石油沥青为常压渣油、减压渣油、抽出油中任意一种；(2)调制反应将步骤(1)所得缩聚沥青与调制剂1、调制剂2按照质量比为100:1～15:1～15加入反应釜中，在氮气保护下以1～8℃/min的速率升温至90～300℃，恒温搅拌反应30～120分钟，得到沥青浸渍剂；上述的调制剂1为高温煤焦油、中温煤焦油、低温煤焦油中任意一种，调制剂2为酚油、萘油、洗油、蒽油中任意一种。

【技术特征摘要】
1.一种沥青浸渍剂的合成方法，其特征在于它由下述步骤组成：(1)缩聚反应将石油沥青加入反应釜中，以1～30mL/min的流速通入空气或氮气或氧气，在温度为200～450℃、压力为-0.0960～0MPa下恒温搅拌反应30～200分钟，然后在此温度和气氛、压力为0～5MPa下继续反应30～300分钟，得到缩聚沥青；上述的石油沥青为常压渣油、减压渣油、抽出油中任意一种；(2)调制反应将步骤(1)所得缩聚沥青与调制剂1、调制剂2按照质量比为100:1～15:1～15加入反应釜中，在氮气保护下以1～8℃/min的速率升温至90～300℃，恒温搅拌反应30～120分钟，得到沥青浸渍剂；上述的调制剂1为高温煤焦油、中温煤焦油、低温煤焦油中任意一种，调制剂2为酚油、萘油、洗油、蒽油中任意一种。2.根据权利要求1所述的沥青浸渍剂的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，将石油沥青加入反应釜中，以5～25mL/min的流速通入空气或氮气或氧气，在温度为320～400℃、压力为-0.07～-0.03MPa下恒温搅拌反应60～120分钟，然后在此温度和气氛、压力为0～5MPa下继...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春玲，董文生，杨烨炜，侯屹峰，段智方，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61