本发明专利技术公开了一种多釜串联连续反应生产高软化点沥青工艺，将重油组分、反应助剂连续加入至少两级反应釜串联的反应器中进行热聚合，反应过程中连续补加反应助剂，维持反应在适当温度、压力和足够的停留时间，反应结束后，采用短程蒸馏器对反应产物进行分离提纯后得到软化点大于260℃的高软化点沥青产品，产品收率大于65%。本发明专利技术提供的多釜串联连续反应工艺，系统连续进料和出料，减少物料反混，产品质量更加稳定，多级反应釜连续反应，强化了反应过程，分批补加反应助剂，精准调控聚合程度，提高了产品收率，降低了过程能耗，工艺操作条件可灵活调节，增强了工艺对原料的适应性。增强了工艺对原料的适应性。增强了工艺对原料的适应性。
【技术实现步骤摘要】
一种多釜串联连续反应生产高软化点沥青工艺及装置
[0001]本专利技术涉及石油化工副产品深加工领域，具体涉及一种多釜串联连续反应生产高软化点沥青工艺，生产的高软化点沥青作为新型碳材料，可作为包覆材料用于锂电池负极材料，可作为沥青基碳纤维、针状焦、高端活性炭等高端碳材料的原料。
技术介绍
[0002]乙烯焦油、乙烯渣油、催化油浆、煤焦油沥青等劣质重油是石油化工和煤化工生产过程中产生的低附加值的副产品，我国产能超过2000万吨/年。乙烯焦油是裂解原料在蒸汽裂解过程中高温缩合产物，我国产能约400万吨/年。乙烯渣油是原油在常减压过程中产生的重油或残余油。催化油浆是催化裂化装置排出的残渣油，我国产能超过1000万吨/年。煤焦油沥青是把煤焦油中的轻质组分提取后剩余的残渣，也是其重质组分，其产量约占煤焦油总量的50％～60％(w)，我国产能超过700万吨/年。这些重油副产品具有密度大、碳氢原子比高、芳烃含量高的特点，是制备碳材料的优质原料，若能够利用这些重芳烃中的有效组分制备高品质、高价值的新型碳材料，对煤化工、石油化工产品的分质分阶利用，延伸产业链具有十分重要的意义。但目前大都被当作燃料直接燃烧处理，造成了严重的环境污染和资源浪费。随着能源消耗的加剧和环保意识的增强，利用廉价的含碳废弃物制备高性能碳材料成为研究热点。
[0003]高软化点沥青又称为高碳树脂沥青材料，按照树脂沥青软化点高低分类，当软化点小于80℃称低软化点沥青，光学各向同性；软化点介于80℃
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150℃称中软化点沥青，光学各向同性，又称预中间相沥青；软化点介于150℃
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260℃称高软化点沥青，光学各向异性，又称潜中间相沥青；软化点介于260℃
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372℃称超软化点沥青，光学各向异性，又称中间相沥青。高软化点沥青作为新型碳材料，可作为包覆材料用于锂电池负极材料，可作为沥青基碳纤维、针状焦、高端活性炭等高端碳材料的原料，市场需求非常大。
[0004]CN202010709372.7公开了石油基高软化点沥青的制备方法，涉及喹啉不溶物(QI)含量低，可调节β树脂含量，氮、硫及氧等多个杂原子含量低的石油基高软化点沥青的制备方法。CN202010376080.6公开了一种环保高软化点沥青的制备方法，将古马隆
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茚树脂加入到乙烯焦油或石油系沥青中，得到配比液；将所述配比液和软化点30～90℃的煤焦油沥青混匀，得到混合沥青；将所述混合沥青在320～340℃下进行氧化，得到所述环保高软化点沥青。CN201110282026.6公开了在管式氧化炉中，将净化沥青通入空气进行氧化处理，最后在反应釜中热缩聚处理，其制备的也是高软化点各向同性沥青。CN 202011329636.2公开了一种锂离子电池负极包覆材料的连续化生产方法，经过原料预热、精馏、蒸馏、过滤、造粒得到软化点大于250℃的沥青。
[0005]目前以乙烯焦油等重油生产高软化点沥青工艺主要面临以下问题：
[0006](1)现有工艺一般为单釜间歇操作，不能实现连续化生产，工艺操作复杂，反应存在物料返混，树脂沥青分子量分布不均，不同批次产品质量相差大，产能放大后产品质量下降明显；
[0007](2)现有工艺一般为氧化聚合工艺，反应在高温和高压下进行，过程中生成的轻组分影响聚合反应进程，聚合效果较差，反应时间过长，工艺能耗高，而且高软化点沥青产品收率低，工艺对原料的适应性较差；
[0008](3)单釜间歇操作时，冷物料需要加热，热物料需要冷却，工艺过程能耗较大，升温和降温的辅助时间长，生产效率较低，能量未能得到合理利用，规模化生产缺乏竞争力，本法为多釜串联连续反应方式，保证了工艺参数的稳定性，规避了间歇操作升降温的辅助时间长、能量未能合理利用等缺点。
技术实现思路
[0009]专利技术目的：针对现有高软化点沥青生产工艺，单釜间歇操作、生产效率低、产能低、产品质量不稳定、生产能耗大等问题，提出一种多釜串联连续反应生产高软化点沥青工艺。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种多釜串联连续反应生产高软化点沥青工艺，包括如下步骤：将重油原料与反应助剂在配料釜中混合，混合后加入到多釜串联反应器的第一级反应釜中进行热聚合反应，由第一级反应釜采出的物料再次进入第二级反应釜继续参与反应，依次进行N级聚合反应，各级反应釜连续补加反应助剂，各反应釜内压力保持平衡，反应过程中挥发的轻组分经冷凝冷却后作为副产品送至轻油罐，得到的树脂沥青反应产物送至短程蒸馏器进行产品纯化得到高软化点沥青，短程蒸馏器蒸出的轻组分经冷凝冷却后作为副产品送至轻油罐。
[0011]其中，所述的重油原料为乙烯焦油、乙烯渣油、催化油浆、煤焦油沥青中的任意一种或几种混合后经过预处理和脱轻处理后形成的重油，恩式馏程初馏点≥250℃，软化点≥80℃。
[0012]所述的反应助剂由烷基苯磺酸类、不饱和脂肪酸、石油环烷酸类化合物与其它极性非烃类化合物组成的有机溶剂混合组成，各类化合物在催化交联剂中的含量在10～50％之间变化；其中，烷基苯磺酸类化合物可以选自十一烷基苯磺酸、线性十二烷基苯磺酸、支链十二烷基苯磺酸、二十四烷基
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苯磺酸中的单种或多种混合物，不饱和脂肪酸可选自C14～C24的不饱和脂肪酸的单种或多种混合物，石油环烷酸类化合物可选自环烷酸铅、钴、锌的盐类化合物，其它极性非烃类化合物可选自磺酸基功能化B酸性离子液体、氯铝酸离子液体，加入总量为重油总质量的0.2％～10％，优选进料比为2％(即反应助剂为重油原料总质量的2％)，其中，20
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40％的反应助剂在配料釜中添加，余量的反应助剂按需在各级反应釜中添加。在一种具体的实施方式中，反应助剂按质量比由30％的十一烷基苯磺酸，30％的C20的不饱和脂肪酸及40％的磺酸基功能化B酸性离子液体组成。
[0013]所述的反应釜个数为2～6，反应釜内壁设挡板和搅拌装置，搅拌速率为1000
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6000r/min。通过设置挡板和搅拌装置，可以有效的提高混合效果。其中，挡板的设置可以为常规标准设置。反应釜加热冷却方式为内外盘管或夹套方式，物料在反应釜之间通过重力流输，最后一个反应釜物料由泵输送。
[0014]具体地，各级反应釜为减压操作，反应压力控制在1～2MPa(G)，反应总停留时间控制在5～15小时，反应温度控制在320℃～410℃之间，其中，第一级反应釜为预缩聚釜，温度控制在320℃～360℃，第二至第五级反应釜为快速缩聚釜，控制温度为350℃～390℃，第六级反应釜为深度缩聚釜，温度控制在380℃～410℃。通过逐级升温，可以节约能源并有效控
制过度聚合所引起的结焦。
[0015]各级反应釜温度由熔盐或导热油控制，短程蒸馏器温度由熔盐控制。在一种实施方式中，熔盐可以采用53％硝酸钾+40％亚硝酸钠+7％硝酸钠组成的混合物，也可以用其他配方的熔盐。
[0016]所述的刮膜蒸发器操作压力1
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50pa(A)，刮本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多釜串联连续反应生产高软化点沥青工艺，其特征在于，包括如下步骤：将重油原料与反应助剂在配料釜中混合，混合后加入到多釜串联反应器的第一级反应釜中进行热聚合反应，由第一级反应釜采出的物料再次进入第二级反应釜继续参与反应，依次进行N级聚合反应，各级反应釜连续补加反应助剂，各反应釜内压力保持平衡，反应过程中挥发的轻组分经冷凝冷却后作为副产品送至轻油罐，得到的树脂沥青反应产物送至短程蒸馏器进行产品纯化得到高软化点沥青，短程蒸馏器蒸出的轻组分经冷凝冷却后作为副产品送至轻油罐。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的重油原料为乙烯焦油、乙烯渣油、催化油浆、煤焦油沥青中的任意一种或几种混合后经过预处理和脱轻处理后形成的重油，恩式馏程初馏点≥250℃，软化点≥80℃。3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的反应助剂由烷基苯磺酸类、不饱和脂肪酸、石油环烷酸类化合物与其它极性非烃类化合物组成的有机溶剂混合组成，各类化合物在反应助剂中的含量在10~50%之间变化；其中，烷基苯磺酸类化合物选自十一烷基苯磺酸、线性十二烷基苯磺酸、支链十二烷基苯磺酸、二十四烷基
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苯磺酸中的单种或多种混合物，不饱和脂肪酸可选自C14~C24的不饱和脂肪酸的单种或多种混合物，石油环烷酸类化合物可选自环烷酸铅、钴、锌的盐类化合物，其它极性非烃类化合物可选自磺酸基功能化 B 酸性离子液体、氯铝酸离子液体；加入的反应助剂的总量为重油总质量的0.2%～10%，其中，20
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40%的反应助剂在配料釜中添加，余量的反应助剂按需在各级反应釜中添加。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的反应釜个数为2...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦凤祥，朱忆宁，王佳兵，曹祖斌，张婷，吴晓辉，
申请(专利权)人：中建石化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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