一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，涉及新型碳材料、燃料化工技术领域，本发明专利技术包括如下步骤：对原料进行原料调制及预处理工艺进行处理，得到精致原料；对精致原料进行加氢工艺处理，得到精制产物；本发明专利技术通过优化工艺设计，选择和调制特种原料，经催化加氢精制进一步脱除原料中的金属元素、S、N、O等杂原子，对大分子侧链及易聚合的分子加氢饱和，形成甲基侧链，降低分子的反应活性；同时在250～350℃的加氢精制油作用下也会发生氢转移作用，促进分子结构的调整，形成分子结构及组成符合合成中间相沥青希望的氢化沥青，由于250～350℃的加氢精制油加氢脱氢是可逆的，在其存在的条件下催化加氢精制有利于沥青分子结构上氢含量增加。于沥青分子结构上氢含量增加。于沥青分子结构上氢含量增加。

【技术实现步骤摘要】
一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法


[0001]本专利技术涉及新型碳材料、燃料化工
，尤其涉及一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法。

技术介绍

[0002]随着技术进步及环境保护要求的日益提高，全球对新材料的需求不断增加，尤其在炭素材料的需求迅速扩大。沥青基碳纤维、泡沫炭、炭微球、COPNA树脂、C/C复合材料等展现了广阔的应用前景。
[0003]但是，新型碳材料在工业生产方面，尤其是高级炭材料前驱体——可溶中间相纺丝沥青迟迟没有进展，大多为实验室研发成果，形成工业的技术案例鲜见。现有炭素材料工业生产技术一直存在技术难度大、成本高的问题，制约了新型碳素材料的应用推广。
[0004]煤系、石油系重质油富含多环芳烃和稠环芳烃，C/H比高，是生产碳素材料的优良原料。重质油热反应时，烷烃、环烷、芳烃的烷基侧链裂解为小分子，芳烃、烷基芳烃、环烷芳烃、烯烃则缩聚为大分子。随着缩聚的不断深入，多环芳烃缩合为稠环芳烃，稠环芳烃缩合为胶质，胶质缩合为沥青质，沥青质以分子束或胶体颗粒的形式存在。随着反应的深入，颗粒胶体或分子束芳香烃和极性分子缩聚到一定程度时，会出现一种与沥青母液有明显界面的沥青液晶。它既有各向异性的固体特性，又有能流动、悬浮时呈球状的液体特性，故称为中间相。当缩聚继续深入时，就转变为半焦直至焦炭。
[0005]从重质油出发，生产炭素材料的专利很多。中国专利CN85107441A介绍一种不含喹啉不溶物(QI)的煤焦油或煤焦油沥青生产超级针状焦的方法，但此法催化加氢深度低，煤焦油或煤焦油沥青直接加氢技术难度大，催化剂寿命短，该工艺没有充分利用所副产加氢溶剂油优化工艺，损失了大量有价值的β树脂，沥青收率低，对于轻质组份加氢程度低。中国专利CN87103787A介绍了一种煤焦油或石油渣油通过热处理、溶剂加氢工艺生产高性能炭纤维用中间相沥青的方法，此法需要大量二甲苯、加氢蒽油、洗油溶剂，不能项目自生，生产成本高。由于采用多段热解闪蒸热处理工艺，极易造成系统结焦堵塞，大规模连续化生产难度大。中国专利CN85105609A公开了一种氢化煤焦油或煤焦油沥青的方法，但催化剂金属负载量小，活性低，脱除沥青杂原子能力差，采用单一轻度催化加氢手段，难以改变沥青的分子结构，而且煤焦油或煤焦油沥青的胶质及沥青质含量高，在固定床催化条件下催化剂易积碳，寿命短，加氢难度大，难以实现长时间有效加氢。中国专利ZL200610032060.7介绍了一种煤焦油加氢生产燃料油的方法，但需要将高温煤焦油全部馏份转化为石脑油、汽油、柴油，催化剂活性及加氢反应条件要求高。中国专利CN101074381A介绍了一种煤焦油加工利用的方法，以汽油柴油为目标产品，未对沥青进行研究说明，煤焦油预处理需要优化，为此我们提出一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种连续生产可溶性
中间相纺丝沥青的工艺方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，包括如下步骤：
[0009]对原料进行原料调制及预处理工艺进行处理，得到精致原料；
[0010]对精致原料进行加氢工艺处理，得到精制产物；
[0011]对精制产物利用同步氢化/热缩聚工艺进行氢转移反应；
[0012]对上述产物进行分馏工艺处理，得到催化重整原料油及柴油；
[0013]利用适度热聚合工艺，对氢化沥青进行处理，得到中间相沥青；
[0014]进行脱硫及胺液再生工艺；
[0015]利用催化剂预硫化与再生工艺，使得失活的催化剂恢复活性。
[0016]优选地，所述原料调制及预处理工艺包括：
[0017]原料选择要求密度0.95～1.2g/cm3，馏程220～540℃，芳烃、胶质含量为100％，喹啉不溶物含量(QI)＜1％的重质油。原料处理达到要求后，再用本工艺生产的馏程范围为250～350℃的加氢精制油按原料：精制油为1：0.5的比例调制成加氢精制原料油。
[0018]优选地，所述加氢工艺包括：加氢精制工艺；加氢裂解工艺；高低压分离工艺；氢气压缩机系统工艺；
[0019]所述加氢精制工艺的工艺条件为：总压为12.0～20.0MPa、平均反应温度为340～400℃、体积空速0.1～0.5h
‑
1以及氢油比为800：1～1800：1；
[0020]所述加氢裂解工艺的工艺条件为：总压为12.0～20.0MPa、平均反应温度为380～400℃、体积空速0.1～0.5h
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1以及氢油比为800：1～1800：1。
[0021]优选地，所述高低压分离工艺，流程为：
[0022]加氢精制反应产物通过换热降温至270℃，入精制热高压分离罐进行气液分离；
[0023]精制热高压分离罐的液体，减压到3.0～8.0MPa后排入精制热低压分离罐；
[0024]精制热高压分离罐顶部气体、裂解热高压分离罐顶部气体合并后分别与反应循环氢、精制循环氢换热，再由产物空冷器冷却到50℃，入冷高压分离罐再次进行气液分离。
[0025]优选地，所述氢气压缩机系统工艺，流程为：
[0026]天然气制氢装置补充的新氢，进入新氢分液罐，通过新氢压缩机出口返回线调节阀，调节新氢压缩机出口压力；新氢经过新氢压缩机三级压缩升压至12.0～20.0MPa，与循环氢混合进入反应系统。
[0027]优选地，所述同步氢化/热缩聚工艺是在反应器中完成，反应条件为总压为3.0～8.0MPa、温度为380～450℃、停留时间为1～6小时。
[0028]优选地，所述分馏工艺，流程为：来自热低压分离罐的的精制热低分气、精制热低分油和来自冷低压分离罐的冷低分油、冷分气送入汽提塔，塔顶气体通过空冷器、水冷器冷凝冷却至40℃，进入汽提塔顶回流罐。汽提塔顶回流罐气体进入吸收脱吸塔下部，液体则经汽提塔顶回流泵升压后一部分回流至汽提塔顶，另一部分送至吸收脱吸塔下部。汽提塔底油与产品分馏塔中段回流油换热后与精制产物换热升温至252℃，送入分馏塔进料闪蒸罐。
[0029]优选地，所述适度热聚合工艺是在热处理塔中完成，氢化沥青以小液滴形式从塔顶喷入，热氮气以470℃从塔底喷入，控制氮气气速为0.3～0.6米/秒，塔顶温度为400～430℃，塔顶氮气携带的油蒸汽经冷凝分离，氮气循环利用，冷凝油循环作为原料使用；
[0030]所述的热处理塔是多层转盘塔，转盘转速为70～100转/分，转盘固定在转轴上，塔壁安装多级倒锥形收集器。氢化沥青小油滴喷洒在转盘上，转盘旋转将油滴甩在收集器壁，收集器收集再滴入转盘，多次重复。
[0031]优选地，所述脱硫及胺液再生工艺，流程为：装置自产干气自吸收脱吸塔顶经干气冷却器冷却后，进入干气分液罐，分液后的干气自罐顶部进入干气脱硫塔底部，与塔上部进入的贫胺液接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：对原料进行原料调制及预处理工艺进行处理，得到精致原料；对精致原料进行加氢工艺处理，得到精制产物；对精制产物利用同步氢化/热缩聚工艺进行氢转移反应；对上述产物进行分馏工艺处理，得到催化重整原料油及柴油；利用适度热聚合工艺，对氢化沥青进行处理，得到中间相沥青；进行脱硫及胺液再生工艺；利用催化剂预硫化与再生工艺，使得失活的催化剂恢复活性。2.根据权利要求1所述的一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，其特征在于，所述原料调制及预处理工艺包括：原料选择要求密度0.95～1.2g/cm3，馏程220～540℃，芳烃、胶质含量为100％，喹啉不溶物含量(QI)＜1％的重质油。原料处理达到要求后，再用本工艺生产的馏程范围为250～350℃的加氢精制油按原料：精制油为1：0.5的比例调制成加氢精制原料油。3.根据权利要求1所述的一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，其特征在于，所述加氢工艺包括：加氢精制工艺；加氢裂解工艺；高低压分离工艺；氢气压缩机系统工艺；所述加氢精制工艺的工艺条件为：总压为12.0～20.0MPa、平均反应温度为340～400℃、体积空速0.1～0.5h
‑
1以及氢油比为800：1～1800：1；所述加氢裂解工艺的工艺条件为：总压为12.0～20.0MPa、平均反应温度为380～400℃、体积空速0.1～0.5h
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1以及氢油比为800：1～1800：1。4.根据权利要求3所述的一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，其特征在于，所述高低压分离工艺，流程为：加氢精制反应产物通过换热降温至270℃，入精制热高压分离罐进行气液分离；精制热高压分离罐的液体，减压到3.0～8.0MPa后排入精制热低压分离罐；精制热高压分离罐顶部气体、裂解热高压分离罐顶部气体合并后分别与反应循环氢、精制循环氢换热，再由产物空冷器冷却到50℃，入冷高压分离罐再次进行气液分离。5.根据权利要求3所述的一种连续生产可溶性中间相纺丝沥青的工艺方法，其特征在于，所述氢气压缩机系统工艺，流程为：天然气制氢装置补充的新氢，进入新氢分液罐，通过新氢压缩机出口返回线调节阀，调节新氢压缩机出口压力；新氢经过新氢压缩机三级压缩升压至12.0～20.0MPa，...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂飞，
申请(专利权)人：广州碳加科技有限公司，
类型：发明
国别省市：