煤沥青的组成和性质15页
沥青PPT
馏提取轻油、中油、重油及蒽油后所得的残 渣。
2
8.1.1 石油沥青
（1） 石油沥青的组分
石油沥青主要由碳（80~87%）、氢（10~15%），及少量的 氧、氮、硫等（5%）元素组成。
沥青的化学组成极为复杂，通常将沥青中化学成分和物理 性质相近，并且具有某些共同特征的部分划分为一组，称 为组分（组丛）。
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煤沥青的主要技术性质都比不上石油沥青，所以建筑工 程上少用。
它具有很好的防腐和粘结性能，主要用于配制防腐涂料、 胶粘剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等，适宜于地下 防水层或材料防腐，适量掺入石油沥青中，可增强石油 沥青的粘结力。
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鉴别方 法
石油沥青
密度法 密度近似于1.0g／cm3
煤沥青 大于1.10 g／cm3
8
粘滞度是液体沥青在一定温度t（25℃或60℃）、经规定直径d （3mm，5mm或10mm）的孔流出50cm3沥青所需的时间秒数 T，常用符号CdtT表示。
CdtT 粘滞度值越大，表示沥青的稠度越大。粘滞度测定示意图
见下图。
CdtT t 温度 d 直径 T 时间秒数
粘滞度测定示意图
秒数
9
标准粘度计测定液体沥青
2. 树脂改性沥青
用树脂改性石油沥青，可以改善沥青的耐寒性、耐热性、粘结 性和不透气性。
常用的树脂有：古马隆树脂，聚乙烯，聚丙烯，酚醛树脂及天 然松香等。
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工程中用的APP改性沥青，是以APP即无规聚丙烯 均聚物进行改性，它具有软化点提高明显，抗老 化能力很好的特点。
3. 橡胶改性沥青 （1）氯丁橡胶改性沥青
普通石油沥青
沥青的介绍、分类、标准、用途及检验指标
沥青材料沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物，憎水性材料，结构致密，几乎完全不溶于水、不吸水，具有良好的防水性，因此广泛用于土木工程的防水、防潮和防渗；沥青属于有机胶凝材料，与砂、石等矿质混合料具有非常好的粘结能力，所制得的沥青混凝土是现代道路工程最重要的路面材料。
石油沥青的组成与结构1.元素组成石油沥青是由多种碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物，其元素组成主要是碳（80％~87%）、氢（10％~15%）；其余是非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）；此外，还含有一些微量的金属元素。
2.组分组成通常将沥青分离为化学性质相近、与其工程性能有一定联系的几个化学成分组，这些组就称为“组分”。
我国现行规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。
石油沥青的三组分分析法将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。
1）油分为淡黄色透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。
我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分离。
蜡的存在会使沥青材料在高温时变软，产生流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬，从而造成开裂。
由于蜡是有害成分，故常采用脱蜡的方法以改善沥青的性能。
2）树脂为红褐色粘稠半固体，温度敏感性高，熔点低于100℃，包括中性树脂和酸性树脂。
中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高沥青的可乳化性。
3）沥青质为深褐色固体微粒，加热不熔化，它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。
沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。
石油沥青的技术性质1、粘滞性粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。
各种石油沥青粘滞性的变化范围很大，与沥青组分和温度有关。
宝钢煤焦油沥青的结构和性能浅析
于 ２００７ 年 １２ 月 共 同 选 出 首 批 塞 无限的商机和投资机遇。该奖学金
“塞拉尼斯奖学金”是塞拉尼
拉尼斯奖学金获得者（ 每年可有两 不 仅 体 现 了 我 们 对 中 国 化 工 业 的 斯 公 司 在 中 国 设 立 的 第 一 个 奖 学
位博士生获得该奖学金） 。
深切关注， 也使我们能为年轻的化 金。
３ 结论
图 ３ 煤焦油沥青的扫描电镜图
以下， 其中包含许多颗粒小于 １μｍ 的粒子， 这表明 原生 ＱＩ 以非常微细的粒子形式分布在煤焦油沥青 中， 这就使得从煤焦油沥青中脱除掉这些原生 ＱＩ 微 粒较困难。 ２．３．２ 煤焦油沥青中 ＱＩ 的能谱分析
煤焦油沥青中 ＱＩ 的能谱分析结果见表 ４。
表 ４ 煤焦油沥青中 ＱＩ 的杂质元素含量
２ 煤焦油沥青的研究分析
２．１ 煤沥青的分组组成［１］ 煤焦油沥青是由多种高分子量的芳香族化合物
组成的复杂混合物， 迄今为止沥青不能完全溶解于 已知的任何一种溶剂， 因此难以从中提取出单独的 具有一定化学组成和结构的物质， 只能用各种溶剂 对它进行萃取， 将它分成若干组分来研究。由于研究 目的不同、溶剂不同、操作方法不同， 煤焦油沥青有 多种分组方法。其中比较常用的是分成 α、β 和 γ 三种组分。其分组方法如图 １ 所示。
煤焦油沥青 １．５９ １２．６７ ５６．９ ４０．４ ５９．５ ０．１０ ２５８．７４
注： ＱＩ 的测定方法采用 ＧＢ２２９３－ ８０； ＴＩ 的测定方法采用 ＧＢ２２９２－ ８０
从表 １ 中可以看出软沥青所含的 β 组分量为 ｗＴＩ－ ｗＱＩ＝１１．０８％， α 组分为 １．５９％， 剩余的 ８７．３３％为 γ 组分， 这一点从平均分子量上可以看出， γ 组分 的平均分子量为 ２００～１ ０００， 煤焦油沥青的平均分 子量为 ２５８．７４， 说明煤焦油沥青含有的大部分为轻 质的组分， γ 组分的存在有利于煤沥青体系保持良 好的高温流动性， 对中间相的形成有利。但是， 过量 的 γ 组分会降低煤沥青的残炭率， 从而影响焙烧品 的密度和机械强度。β 组分是煤沥青中的中组分， 分子量为 １ ０００～１ ８００， α 组分是煤沥青中的重组 分， 分子量为 １ ８００～２ ６００。我国炭材料生产用中温 沥青的指标如下： 软化点 ７５～９５ ℃， 甲苯不溶物含 量为 １５％～２５％， 喹啉不溶物含量小于 １０％， 灰分含 量 小于 ０．３％， 水分含量小于 ５．０％， 挥发份为 ６０％～ ７０％。从表 １ 中可以看出， 宝钢煤焦油沥青必须通过 闪蒸法、热缩聚等一些方法对其改性才能达到中温 沥青的水平。 ２．２ 采 用 改 进 的 Ｂ－ Ｌ 公 式［２］计 算 煤 焦 油 沥 青 的 结 构参数
煤焦沥青安全技术说明书
漏：用砂土或其它不燃材料吸收。使用洁净的无火花工具收集吸收材料。大量
泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，减少蒸发。喷水雾能减少蒸发，但
不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用防爆泵转移至槽车或专用收集器
内。
七、储运注意事项
储存注意事项：
储存于阴凉、通风的库房。库温不宜超过37℃，远离火种、热源。应与氧化剂
九、理化性质
外观与性状：固体
pH 值（指明浓度）：无资料
气味：无资料
沸点、初沸点和沸程(℃)：≥250 熔点/凝固点(℃)：30~180
相对蒸气密度(空气=1)：不适用 气味临界值：无资料
饱和蒸气压(kPa)：不适用
相对密度(水=1)：≥1
蒸发速率：不适用
黏度(mm2/s)：不适应
闪点 (℃)：不适用
包装方法：聚乙烯或聚丙烯容器等。按照生产商推荐的方法进行包装。 十五、法规信息 下列法律法规和标准，对化学品的安全使用、储存、运输、装卸、分类和标志 等方面均作了相应的规定：中华人民共和国安全生产法(2002年6月29日第九界 全国人大常委会第二十八次会议通过)；中华人民共和国职业病防治法(2001年1 0月27日第九界全国人大常委会第二十四次会议通过)；中华人民共和国环境保 护法(1989年12月26日第七届全国人大常委会第十一次会议通过)；危险化学品 安全管理条例(2002年1月9日国务院第52次常务会议通过)；安全生产许可证条 例(2004年1月7日国务院第34次常务会议通过)；常用危险化学品的分类及标志( GB 13690-92)；工作场所有害因素职业接触限值(GBZ 22002)；危险化学品名录。 十六、其它信息
请参阅化学品安全技术说明书
供应商：深圳市申钢贸易有限公司
5.2煤沥青
煤沥青的技术性质
甲苯不溶物
是煤沥青中不溶于热甲苯的物质的含量。不溶 物主要为游离碳，并含有氧、氦和硫等结构复杂的 大分子有机物，以及少量的灰分。这些物质含量过 多会降低煤沥青粘结性，因此必须加以限制。
含水量
在煤沥青中含有过量的水分会使煤沥青在施工 时不易加热，甚至导致材料质量的劣化和火灾。含 水量的测定方法与石油沥青相同。
标 T-1
5~25
号 T-5
51~120
T-2
26~70
T-3
5~20
T-4
21~50
T-6
121~200
T-7
T-8
T-9
10~75
76~200 25～65 ＜1.0 ＜10 ＜15 35~70 ＜0.5 ＜20 ＜2 ＜1.5 ML- 5
300℃蒸馏残渣软化点 （环球法）℃ 水份（％） 甲苯不溶物（％） 含萘量（％） 焦油酸含量（％）
树脂
固态树脂
是煤沥青中的结晶物质，能增加煤沥青的粘滞 性，类似于石油沥青中的树脂。
可溶性树脂
赤褐色粘塑状物质，溶于氯仿，稳定性较差， 能使煤沥青具有塑性。类似于石油沥青中的树脂。
油 分
油分的概念
由不饱和的碳氢化合物所组成，使沥青具有流 动性。
油分的特性
当萘油含量＜15％时，可溶于油分中。 当萘油含量＞15％且温度低于10℃时，萘变成晶 体，使煤沥青的稠度增加，萘在常温下易挥发。 蒽油含量低于15～25％时，降低煤沥青的粘滞性， 若超过此含量，蒽油结晶，也使煤沥青粘度增加。
煤沥青的技术性质
煤沥青焦油酸含量
煤沥青的焦油酸(亦称酚)主要存在于煤沥青的中 油中，焦油酸溶解于水，易导致路面强度降低，同 时它有毒。因此对其含量必须加以限制。
第7章沥青及沥青混合料ppt课件全
表7.5道路石油沥青的适用范围
沥青等级
适用范围
A级沥青 B级沥青 C级沥青
各个等级的公路，适用于任何场合和层次。
①高速公路、一级公路沥青下面层及以下层次，二级及二级以下公路 的各个层次； ②用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。
三级及三级以下公路的各个层次。
（3）普通石油沥青 （4）沥青的掺配 应选用表面张力相近和化学性质相似的沥 青。试验证明，同产源的沥青容易保证掺配后 的沥青胶体结构的均匀性。
（5）溶解度、闪点和燃点
溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化 碳和苯中溶解的百分率，以表示石油沥青中有 效物质的含量及纯净程度。
闪点也称闪火点，是指加热沥青产生的气 体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触， 初次产生蓝色闪光时的沥青温度。
燃点也称着火点，是指加热沥青产生的气 体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触， 能持续燃烧5s以上时，此时沥青的温度为燃点。
矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流 出，其质量应符合相关要求。
3.沥青混合料的组成结构
（1）悬浮密实结构
当采用连续密级配矿料与沥青组成混合料 时，细集料较多，粗集料较少，粗集料被细集 料挤开，并以悬浮状态存在于细集料之间，不 能形成嵌挤骨架，形成悬浮密实结构。
（2）骨架空隙结构
当采用连续开级配矿料与沥青组成混合料 时，粗集料较多，彼此紧密相接，细集料的数 量较少，不足以充分填充空隙，形成骨架空隙 结构。
试验表明，沥青混合料在外力作用下不发 生剪切滑移时应满足下列条件：
τ ≤ c + σ tan φ
①沥青的影响
沥青本身的粘度高低直接影响着沥青混合 料粘聚力的大小。
适当的沥青用量，使混合料胶结性能好， 便于拌和，集料表面充分裹覆沥青薄膜，形成 良好的粘结。
沥青综合知识
沥青综合知识沥青综合知识沥青是⼀种有机胶凝材料，它是由⼀些极其复杂的⾼分⼦碳氢化合物及其⾮⾦属（氧、氮、硫等）衍⽣物所组成的混合物。
在常温下，沥青呈褐⾊或⿊褐⾊的固体、半固体或粘稠液体状态。
它具有把砂、⽯等矿物质材料胶结成为⼀个整体的能⼒，形成具有⼀定强度的沥青混凝⼟，因此，被⼴泛地应⽤于铺筑路⾯、防渗墙等道路和⽔利⼯程中。
沥青是憎⽔性材料，⼏乎不溶于⽔，⽽且本⾝构造致密，具有良好的防⽔性、耐腐蚀性；它能与混凝⼟、砂浆、砖、⽯料、⽊材、⾦属等材料牢固地粘结在⼀起，且具有⼀定的塑性，能适应基材的变形。
因此，沥青材料及其制品⼜被⼴泛地应⽤于地下防潮、防⽔和屋⾯防⽔等建筑⼯程中沥青材料。
沥青的种类较多，按产源可分为：在⼯程中，最常⽤的是⽯油沥青，其次是煤沥青。
⽯油沥青⼀、⽯油沥青的⽣产⼯艺概述（⼀）⽯油的基属分类⽯油是炼制⽯油沥青的原料，⽯油沥青的性质⾸先与⽯油的基属有关。
我国⽬前的原油分类是按照“关键馏分特性”和“含硫量”进⾏分类的。
1. 关键馏分特性分类。
⽯油在半精馏装置中，于常压下蒸得250～275℃的馏分称为“第⼀关键馏分”；于5.33kPa的压⼒下减压蒸馏，取得275～300℃的馏分称为“第⼆关键馏分”。
测定以上两个关键馏分的相对密度，并对照表9-1所列相对密度范围或特性因素，决定两个关键馏分的基属，如⽯蜡基、中间基或环烷基。
根据原油两个关键馏分的相对密度（或特性因数）由表9-1决定其所⾪属的基属，原油可分为表9-2所列七类。
相对密度相对密度相对密度＜0.8207 =0.8721～0.9302 ＞0.93022. 含硫量的分类。
含硫量＜0.5%者为低硫原油；含硫量⾼于0.5%者为含硫原油。
如含硫为0.22%的⽯蜡基原油称为低硫⽯蜡基原油，含硫量为0.85%的中间基原油称为含硫中间基原油。
按现⾏常规⼯艺，作为⽣产沥青原料的原油基属的选择，最好是选⽤环烷基原油，其次是中间基原油，最好不选⽤⽯蜡基原油，因为⽯蜡含量的存在将给沥青性能带来不良的影响。
煤焦油精制软沥青组成及结构的表征
煤焦油精制软沥青组成及结构的表征全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：煤焦油精制软沥青是一种常用的道路材料，具有较高的柔韧性和耐久性，能够有效地提高路面的防水性能和抗裂性能。
在软沥青中的组成及结构对其性能起着至关重要的作用，因此对软沥青的组成及结构进行准确的表征是十分必要的。
煤焦油精制软沥青主要由以下几种组分组成：沥青质、烃类、芳香烃、脱氢作用产物和不定氮化合物等。
沥青质是软沥青的主要组成部分，通常占软沥青总重量的70%以上。
沥青质主要由多环芳香烃、杂环和脂环等多种氢碳化合物组成，具有较大的分子量和不溶性。
烃类是软沥青中的另一个重要组成部分，主要由石脑油、溶剂油和沥青石脑油等组成，其碳链长度一般在C5~C20之间。
芳香烃是软沥青中的另一个重要组成部分，其主要由苯、甲苯、二甲苯、萘、菲等多环芳烃组成，具有较高的挥发性和易燃性。
脱氢作用产物是软沥青中的一类较活性的化合物，其主要由脱氢苯、脱氢萘、芳烯类化合物等组成，具有较强的活性和反应性。
不定氮化合物是软沥青中的一类含氮化合物，主要由吡咯、苯胺、萘胺、芳胺等组成，具有较强的生物降解性和环境友好性。
软沥青的结构特征通常通过分子量分布、芳烃含量、沥青骨架结构和沥青胶体结构等参数来表征。
分子量分布是软沥青中分子量大小的广度和多样性的度量，通过分子量分布可以了解软沥青中多环芳香烃和烃类化合物的分子大小和数量。
芳烃含量是软沥青中多环芳香烃的含量，芳烃含量越高，软沥青的柔韧性和耐久性越好。
沥青骨架结构是软沥青中芳香烃和烃类化合物之间的空间结构和相互作用，通过沥青骨架结构可以了解软沥青的流变性能和形变行为。
沥青胶体结构是软沥青中悬浮颗粒和溶剂之间的相互作用和稳定性，通过沥青胶体结构可以了解软沥青的分散性和胶凝性能。
软沥青的组成及结构是影响其性能的重要因素，通过对软沥青的组成及结构进行准确的表征，可以为软沥青的生产和应用提供参考依据，进一步优化软沥青的配方和工艺，提高软沥青的性能和品质。
沥青及沥青混合料ppt课件
60～80，80～100，100～ 120
2-3 20～30 -21.5～-9.0
70号，90号
60～80，80～100
2-4 20～30
＞-9.0
70号
60～80
3-2
＜20 -37.0～-21.5
110号
100～120
（2）沥青等级的选择
沥青等 级
适用范围
A级沥青 各个等级的公路，适用于任何场合和层次。
特粗式沥青混合料ATB-40 粗粒式沥青混合料AC25\ATB30
中粒式沥青混合料AC16-20 细粒式沥青混合料AC10-13
砂粒式沥青混合料AC-5
热拌沥青混合料种类
混合料类型
密级配
连续级配
间断级配
沥青混 沥青稳 沥青玛蹄 凝土 定碎石 脂碎石
开级配
半开级配
间断级配
排水式沥 排水式沥青 青磨耗层 碎石基层
增水性石料经磨细得到矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要 干燥、洁净，其质量应符合本规范附录C表C.12的技术要求。 B、当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的 2%。 粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤 灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%，其余质 量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤 灰作填料。拌和站的一级除尘回收的粉尘可以用着填料，但二级粉 尘一般不用。 C、为了改善沥青混合料的水稳性，可以采用干燥的磨细生石灰粉、消 石灰粉或水泥作为填料，其用量不宜超过矿料总量的1%～2%。
留3％～6％空隙，以备夏季沥青材料膨胀。 2.沥青含量：沥青用量不能过少（过少，松散）
四、沥青混合料的技术性质
抗滑性
煤沥青的性质及应用
工序普遍使用专用浸渍剂沥青, 国内一直没有专用浸 渍剂沥青, H P、UH P 石墨电极生产用浸渍剂以普通中 温沥青代替。与国外先进生产工艺相比, 存在生产周
期长, 生产费用高, 产品质量差, 而且不能生产大直径 优质 UH P 石墨电极, 产品在国 际市场上 无竞争力。 在浸渍剂沥青研制开发方面, 鞍山热能研究院、武汉
墨化制品化学稳定性好、耐腐蚀、导热率高、低温和高
温时机械强度良好, 主要用于制造超高功率电极和特 种炭素制品, 是发展电炉炼钢新技术的重要材料。
根据原料线路 不同, 针状焦 分为油 系和煤 系 2 种, 其生产方法也有一定差异。世界针状焦年总产量 约 120万 ,t 主要生产国只有美国和日本等几个国家,
焦化有限公司 (原山东济宁煤化公司 ) 2万 t /年煤系 针状焦 ( 溶剂法 ) 项目、辽宁锦州石化公司 3 万 t /年 油系针状焦项目及安徽安庆石化公司油系针状焦项
目。后来山东海化集团又建设了 2万 t /年油系针状 焦装置。目前生产的针状焦已经用于 H P 电极 的生
产, 但是不能满足 UH P 电极生产的 质量要 求, 生产 UH P 的针状焦仍然全部依靠进口。 3. 4 中间相沥青
科技大学、华东冶金学院和无锡焦化厂等做了大量的
实验工作。山东兖矿科蓝煤焦化有限公司采用溶剂
沉降法净化煤沥青, 在工业装置上试产浸渍剂沥青获
得成功, 生产的浸渍剂沥青各项质量指标已达到国际 先进水平。
3. 3 煤沥青针状焦
针状焦是 20世纪 70 年代炭材料中大力发展的 一个优质品种, 具有低热膨胀系数、低空隙度、低硫、 低灰分、低金属含量、高导电率等一系列优点。其石
2007年第 2期
常宏宏等: 煤沥青的性质及应用
煤沥青的组成和性质15页
引言煤沥青是许多种多环芳烃组成的一个混合物，它是炼焦工业的副产品，是目前资源最丰富、价格最低廉的多环芳烃群的来源。
在炭素工业、建筑工业等方面有着非常重要的用途。
由于电炉炼钢和电解铝工业的发展，对于作为黏结剂的沥青在数量上和质量上提出了越来越高的要求。
近年来沥青炭纤维的发展使炭纤维的价格大为降低，因而有可能在汽车制造、建筑工业上开发出大量的新用途，如果这一前景得以实现，则沥青的需求无论在量上、还是在质上，都将有一个飞跃。
从沥青的组成看，石油沥青的芳香度低，而煤沥青的芳香度高。
这使得它们各具有自身的特点，各有自己适宜的用途。
从资源量来看，石油的蕴藏量远远不及煤，在这一意义上讲，我们更应该把目光移向煤沥青。
目前制造超高功率电极的原料——针状焦主要是由渣油和石油沥青制造的，但是，如果把煤沥青（或从煤焦油开始）加以处理，也可以制成针状焦。
沥青基炭纤维的开发是从石油沥青开始的，但是煤沥青经过一定的处理和调制，也可以制造出优质的炭纤维。
1．煤沥青的组成和性质煤沥青（下文简称为沥青）是有大群多环化合物及其衍生物组成的，其中已确认出的化合物已有几百种之多。
在炭素工业中用作黏结剂和浸渍剂的沥青，我们没有必要，也不可能把其中各个化合物分离出来，一一加以研究。
研究沥青最实用的方法就是溶剂萃取分析或称溶剂抽提分析的方法，简称为溶提分析法或分部溶提法。
所谓分部溶提法就是分别用不同的溶剂处理沥青，把它分成可溶的与不可溶的两部分。
如果适当地选择几种溶解能力不同的溶剂，就可以把沥青切割成不同的几个溶提组分。
进一步可以对各种不同的溶提组分进行物理、化学和工艺性能方面的研究。
2．沥青的溶提分析从上个世纪，就有人用溶提法研究煤的组成，例如，De Marsilly在1860年曾用苯、酒精、乙醚、三氯甲烷和二硫化碳等溶剂，对煤进行系统的溶提研究。
以后，进行这种研究的学者逐渐增多，方法也逐渐系统化了。
受到上述对煤的溶提研究的启示，有些学者对沥青进行了溶提研究，特别是在沥青用作炭素制品的黏结剂以后，这类研究逐渐增多，从而丰富了我们对沥青的组成和性质方面的知的，所以溶提的产率很大程度上依赖于溶剂的沸点。
炭处理用煤沥青的
3、煤沥青的种类
普通煤沥青的包括： 低温沥青 软化点 30-75℃ （软沥青）（煤焦油 蒸馏至320℃ ） 中温沥青 软化点 75-95℃ ）（360℃ ） 高温沥青 软化点 95-120℃ （硬沥青、改质沥青） （＞380℃ ） 超高温沥青 软化点 120-350℃ 改质沥青与高温沥青的区别： 高温沥青～软化点 ；改质沥青～ 软化点 沥青组分含量、结焦值
一、煤沥青的种类及应用
TI主要作用： 起粘结桥作用，提高糊料强度，提高炭阳极强度、密度、 导电率等。 TI具有可塑性，其含量过低，影响制品的强度和气孔率； 含量过高，影响沥青的粘结性。 TI最佳含量： 阳极糊用沥青为15-25%，阳极炭块为25-35%
一、煤沥青的种类及应用
B）喹啉不溶物（QI） 又称高分子树脂，沥青中不溶于喹啉的部分，是一组混合 物。通常含有二种不同的粒子，即原生QI和次生QI。相对分 子量在1800～2600。 原生QI约98%为有机物，是焦化过程中的热解粒子。 → → d≤1µm，C/H=3.5-4.0，约2%为焦煤等杂质， d≤10µm，通 过洗涤、沉降可以减少这些微粒。 次生QI是热聚合过程中380℃以上经液相反应生成的中间液 晶粒子，常称之为炭质中间相。它是由TS（甲苯可溶物） TI QI 。 d≤100µm， C/H=2.0-2.5。采用中等真空蒸馏技术，降低蒸 馏温度，可以降低次生QI。
5、煤沥青的污染
c ）干吸法 就是利用固体吸附剂表面对沥青烟气中各组分的吸附能力的 不同而进行分离。吸附剂脱附再生后可以循环使用。 常用的 吸附剂有：焦炭粉粒、白云石粉、氧化铝粉。 d）水洗法和油洗法 就是将沥青烟气与洗涤油（水）直接接触，经过传质和传热 过程，使焦油和烟尘冷凝下来，冷凝的焦油又将SO2、HF等气 体洗掉。 D）浸渍罐的烟气治理 采用湿法净化。
煤沥青的性质及其应用探讨
煤沥青的性质及其应用探讨引言由于煤沥青的组合成分非常复杂，因此我们对其真正的反应机理并不十分确定，只能根据测试的结果，相应提出一些可能的改性机理。
文章首先介绍了煤沥青的基本性质，以及不同种类和组成成分，分析了国内外煤沥青改性的发展情况，并且探讨了改性煤沥青的制备方法及其应用前景。
一、煤沥青的性质与组成煤沥青是煤焦油沥青的简称，它是煤焦油经过蒸馏并提取馏分后的剩余残留物，这种沥青的资源比较丰富，因此价格相对更加低廉。
煤焦油是在民用煤气的生产过程中，煤通过高温干馏之后的副产物，或者是生产炼铁所使用的冶金煤的过程中得到的一种产物。
煤沥青是在煤焦油的加工过程中分离出来的一种副产品，其产率一般情况下能够超过百分之五十。
在常温状态下，煤沥青通常是以黑色固体的状态存在，它没有一个固定的熔点，并且以玻璃的性状呈现，受热之后会软化，再进一步加热就会熔化。
煤沥青广泛应用于金属冶炼行业、碳素工业、耐火材料产业、道路建筑行业等多种领域。
煤沥青的组成成分非常复杂，是多种成分混合组成的一种共熔物，经过科学检测后发现，煤沥青中含有七十多种化合物，大部分都是超过三环的多环芳烃类物质，还包含有氮、氧、硫元素在内的杂环化合物，另外还有少量高分子碳素物质。
这些化合物中大概有一半含有甲基、苯基、亚氨基和酚羟基等成分。
炼焦煤的基本性质以及杂原子含量直接关系到沥青的组成成分，煤焦油的蒸馏条件会影响沥青的性质，另外炼焦的工艺也会影响到沥青的品质。
煤沥青与其他沥青相比，其价格更加低廉，而且具有高流动性和高含碳量的特点，并且比较容易石墨化，因此煤沥青常被用作碳材料的基本前驱体。
煤沥青的化学组成非常复杂，因此必须利用溶剂组分分析法来分析其特征，煤沥青能分离为若干芳香族化合物，用不同溶解力的溶剂，就可以对煤沥青作溶剂抽提，把煤沥青分为不同组分。
二、煤沥青的几种类型与改性煤沥青的制备技术煤沥青分为很多不同的种类，煤沥青产品可以分为高温、中温、低温三个级别，其中的高温沥青在普通煤沥青中属于高级品，其与改质沥青非常相似，不同之处在于改质沥青的软化点虽然与高温沥青差不多，但是对沥青的组分含量以及结焦值的要求不同，高温沥青只对软化点有一定的要求，改质沥青对质量品级的要求较为苛刻，而且对煤沥青的组成要求非常严格，这些苛刻的要求是针对生产碳材料的有关要求进行设定的。
沥青组分及成分
第一章组分1、组分：可溶质：去掉沥青质后的，包括沥青中的油分和胶质的组分。
溶于低分子烷烃。
沥青质：采用固定溶质比，用轻质烷烃溶解所得高分子量组分。
碳青质：为半油焦质（石油沥青中含量很少，道路沥青中一般少于0.2%）油焦质：不溶于二氧化硫的沥青组分。
（石油沥青中一般不含）胶质：可溶质用硅胶或氧化铝吸附后，不能用低分子烷烃冲洗脱附下来，但能用苯-乙醇冲Array洗脱附下来的物质。
含蜡油或称油分：用以上吸附方法后，低分子烷烃可以冲洗脱附下来的部分。
含蜡油经稀释、冷冻、结晶、过滤后得到的固体部分称为蜡，液体部分称为油。
沥青的生产：1、直接蒸馏2、氧化法：使沥青稠化，温度敏感性降低，针入度指数增大。
主要生产高软化点的建筑沥青。
3、溶剂法4、调配法2、煤沥青组分：1、游离碳：不溶于苯，高温分解。
游离碳含量增加，可提高粘度和高温稳定性，但低温脆性增加；2、树脂：硬树脂提高粘滞性，软树脂使沥青具有塑性；3、油分：使沥青有流动性。
技术性质（与石油沥青相比）：1、温度稳定性低2、粘附性好3、耐候性较差4、塑性较差5、防腐蚀性较好3、石油沥青：有较高的粘结性、抗性和抗磨性；硬度大，针入度小，遇冷不变脆，软化点高，遇热不变黏；防水防潮性能好，蒸发损失小，融化时对环境伤害低。
4、道路沥青规格及要求：要求：1、良好粘结性和持久粘附性2、没有车印3、车辆高速转弯时无推移现象。
4、具有良好的刹车性能5、夜行时有良好的反光功能。
分类：粘稠沥青：针入度（25℃）在40-200之间，软化点在30-50℃之间。
使用时必须加热，利于和石料的拌合和渗透。
一般以针入度作为分类指标，以软化点、伸长度、蒸发后针入度比等作为控制指标。
高速公路、一级公路、夏季高温、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵上坡段、服务区、停车场等车速慢的路段宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青；对冬季寒冷的地区、交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小低温粘度大的沥青；对温差大、年温差大的地区宜选用针入度指数的的沥青；当高温和低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。
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引言煤沥青是许多种多环芳烃组成的一个混合物，它是炼焦工业的副产品，是目前资源最丰富、价格最低廉的多环芳烃群的来源。
在炭素工业、建筑工业等方面有着非常重要的用途。
由于电炉炼钢和电解铝工业的发展，对于作为黏结剂的沥青在数量上和质量上提出了越来越高的要求。
近年来沥青炭纤维的发展使炭纤维的价格大为降低，因而有可能在汽车制造、建筑工业上开发出大量的新用途，如果这一前景得以实现，则沥青的需求无论在量上、还是在质上，都将有一个飞跃。
从沥青的组成看，石油沥青的芳香度低，而煤沥青的芳香度高。
这使得它们各具有自身的特点，各有自己适宜的用途。
从资源量来看，石油的蕴藏量远远不及煤，在这一意义上讲，我们更应该把目光移向煤沥青。
目前制造超高功率电极的原料——针状焦主要是由渣油和石油沥青制造的，但是，如果把煤沥青（或从煤焦油开始）加以处理，也可以制成针状焦。
沥青基炭纤维的开发是从石油沥青开始的，但是煤沥青经过一定的处理和调制，也可以制造出优质的炭纤维。
1．煤沥青的组成和性质煤沥青（下文简称为沥青）是有大群多环化合物及其衍生物组成的，其中已确认出的化合物已有几百种之多。
在炭素工业中用作黏结剂和浸渍剂的沥青，我们没有必要，也不可能把其中各个化合物分离出来，一一加以研究。
研究沥青最实用的方法就是溶剂萃取分析或称溶剂抽提分析的方法，简称为溶提分析法或分部溶提法。
所谓分部溶提法就是分别用不同的溶剂处理沥青，把它分成可溶的与不可溶的两部分。
如果适当地选择几种溶解能力不同的溶剂，就可以把沥青切割成不同的几个溶提组分。
进一步可以对各种不同的溶提组分进行物理、化学和工艺性能方面的研究。
2．沥青的溶提分析从上个世纪，就有人用溶提法研究煤的组成，例如，De Marsilly在1860年曾用苯、酒精、乙醚、三氯甲烷和二硫化碳等溶剂，对煤进行系统的溶提研究。
以后，进行这种研究的学者逐渐增多，方法也逐渐系统化了。
受到上述对煤的溶提研究的启示，有些学者对沥青进行了溶提研究，特别是在沥青用作炭素制品的黏结剂以后，这类研究逐渐增多，从而丰富了我们对沥青的组成和性质方面的知的，所以溶提的产率很大程度上依赖于溶剂的沸点。
这一点可以用来解释在不断提高溶提温度的情况下作重复溶提时，会不断提高溶提产率的现象。
（2）D．M．Riggs的理论Riggs用热力学的方法研究了沥青的溶解度。
根据热力学的原理，一个混合过程的混合自由能变△Gmix＜0，则有利于溶解过程的进行。
根据自由能的定义，在恒温、恒压条件下（△T=0，△P=0）；△Gmix = △Hmix—T△Smix（1）式中：△Hmix——混合过程的焓变；△Smix——混合过程的熵变；T ——温度K。
上面提到过，溶解过程进行的条件为：△Gmix＜0也即△Hmix —T△Smix＜0或△Hmix ＜T△Smix（2）从（2）式可以看出，△Hmix的降低有利于溶解过程的进行。
Riggs发现△Hmix与溶剂——溶质体系的内聚能密度有关，他定义了一个参数——溶解度参数δ：δ=（内聚能密度）1/2（3）令溶质的溶解度参数为δ1，溶剂的为δ2，当δ1=δ2时，△Hmix=0，有利于溶解过程的进行。
Riggs和Diefendorf还发现，烃类溶解度参数的变化是物质中H/（H+C）比值的线性函数。
表2中列出的是几种常用作沥青溶提溶剂的烃类及其衍生物的H/（H+C）和δ的数值。
我们根据Riggs等作出的δ与H/（H+C）的关系曲线，把表2中几种烃类及其衍生物的相应点标示在图1中。
从该图可以看出，脂烃和芳烃的点与曲线的偏离很小，杂环芳烃的偏离也很小，而醇类的偏离却很大。
析方法简介如下：2.2.1 Gilbert Morgan法用正己烷或轻石油馏分等一类脂烃作为溶剂，对沥青进行溶提，溶于其中的部分称为结晶质；把不溶于正己烷或轻石油馏分的部分用苯或甲苯处理，溶于其中的部分称作树脂质；把不溶于其中的部分用吡啶处理，溶于其中的部分称为C 2组分，不溶于其中的部分称为C1组分。
在某些文献上，有些研究者把C1组分称为a化合物，C2组分称为b化合物。
“C1+C2”组分可与游离炭等同。
2.2.2 Mcneil和Wood法该法把沥青分成6个组分：结晶质组分A——溶于沸点40～60℃轻石油的部分；结晶质组分B——溶于沸点100～120℃轻石油而不溶于沸点40～60℃轻石油的部分；树脂质组分——溶于苯，不溶于轻石油的部分；C2组分——溶于硝基苯，不溶于苯的部分；C1组分A——溶于喹啉，不溶于硝基苯部分；C1组分B——不溶于喹啉的部分。
2.2.3 Dickenson法该法大体上与Morgan法相似，不同的是Morgan法的第二种溶剂为苯或甲苯，而本法的第二种溶剂规定用苯。
另外，对各组分的命名也不同，本法中称结晶质为A树脂+油，称树脂质为B树脂。
2.2.4 Mallison法该法是Mallison在1950年提出的。
把沥青试样用热蒽油——吡啶混合物溶提，所得到的残渣称为H树脂。
同一沥青的另外一个试样，在水浴上用苯作溶剂进行溶提，残渣经烘干称量，称为H树脂+M树脂。
用减差法求出M树脂的量。
同一沥青的第三个试样用吡啶和含少量氨的甲醇混合物溶提，不溶物经过称量，称为H树脂+M树脂+N树脂。
N树脂的量也用减差法求得。
在这一步骤中得到的滤液调整到标准容积，然后加入此容积一半的N4HCL溶液，得到油状不溶物，用倾酌法分离、烘干、称量，该部分称为m油。
最后一部分称为n油，用减差法求出。
这一溶提分析法的优点是快速，因而采用的人越来越多。
但也有其缺点，即，3.2.2 沥青的软化点t与苯不溶物BI的关系s物质的性质决定于其成分和结构，因此我们可以期望在沥青的软化点t与s其某些溶提组分之间建立起联系。
鲍世宁利用太钢沥青的测定结果在BI和t之s间建立起下列关系：lgBI = at+c （8）s（8）式也可改写成= a′lgBI +c′ （9）ts对太钢沥青，鲍世宁得到a、c的值为：a = 6.44×10-3；c = 0.83。
（7）式、（8）式和（9）式把沥青的溶提组分BI与沥青的软化点以及黏度特性等联系在一起，也即在组分与特性之间建立起了联系。
3.3 QI的性质及其在沥青用作炭素材料黏结剂中的作用3.3.1 沥青中γ、β树脂的作用沥青中的γ树脂和β树脂在作为黏结剂时的作用一般的看法比较一致，即认为γ树脂的含量决定沥青的黏度性质，提高其含量，可以改善糊料的塑性，易于成型。
尽管还缺乏这方面的定量的关联，但在定性的水平上，一般的认识是一致的。
对于β树脂，一般都认为它是沥青中起黏结桥作用的主要成分。
其含量的多少直接影响炭素制品的密度和强度、电阻率等的数值。
但是，对于α树脂（QI）的看法就不那么一致了。
为此，我们先应对QI的形成、结构等作一些了解。
1.3.2QI的化学组成以前很多人认为QI基本上就是炭黑颗粒，因此不具有黏结作用。
它的存在只是可以提高沥青在焦化时的残炭量。
如果这样理解，就会认为QI的存在对于沥青作为黏结剂的性能是无益的。
但是随着研究工作的不断深入，这一看法逐渐为人们抛弃。
从QI的形成来区分，可以把它分成原生QI和次生QI。
所谓原生QI就是在焦化过程中形成的QI，这种QI存在于煤焦油中。
煤焦油中原生的QI含量主要与焦化煤的煤种、焦炉的装料密度、焦炉的温度、焦炉循环周期的长短等因素有关。
此外，还与焦炉装煤的冷装或热装、炉室上部空间的大小和温度、焦炉的状态、煤气收集总管的温度和煤气净化的程度等因素有关。
如果焦炉炉门或炉室壁不严密，就会由于漏入空气造成局部过热而增加QI的形成。
在原生QI中又包含无机QI与有机QI两部分。
无机QI是煤中的灰分颗粒、炉壁的耐火砖粉末，以及焦炉和煤气收集总管中落入焦油的铁屑。
如果这些无机物的颗粒足够小，以至在煤焦油贮存过程中不能沉降除去，而是以胶体或悬浮物的形式存在于煤焦油中，就形成了原生QI中的无机QI，其大小约为10μm或更大一些。
这一部分QI的存在是有害的。
原生的有机QI是煤的大型芳烃分子裂化而生成或是由裂化产物中分子量较低的芳烃在焦炉的高温下热聚合形成的。
当然，原生有机QI 中还包含一些煤和焦炭的粉末，这些颗粒要大些，一般大于25μm。
应用扫描电子显微镜观察的结果发现，原生有机QI的大小约为0.5μm，也即只有无机QI的1/20左右。
所谓次生QI是在煤焦油蒸馏过程中由原生QI或其他组分热聚合而形成的那一部分QI。
由于它是经过充分聚合的，所以其大小要比原生有机QI大得多，一般至少为8μm，其形状为园球形，一般其内部是空的。
这就是一般所谓的中间相小球体。
扫描电镜观察表明，这些中间相小球体是由一些更小的球形颗粒部分熔融结合在一起形成的。
它是熔融的沥青在350～420℃的温度下经长时间聚合而形成的。
无论是原生有机QI，还是次生QI，都是高度缩合的稠环芳烃，在这些稠合的环中也含有少数杂环。
其C/H比值较高，有时可达到3.5。
有些文献中报道，原生有机QI的C/H比要比次生QI高，分别为3.5与2.1，有些研究者认为，原生有机QI的典型结构近似于环间二蒽嵌四并苯（Circum—Ovalene），这是一个24环的对称型泊位接的芳烃，其分子式为C66H20，C/H=3.3。
这一推测过于武断。
因为QI是一群高分子芳烃的混合物，其C/H的值也只是这一群混合芳烃的平均值。
3.3.3 不同类型QI及其性质不同来源的QI具有不同的组成和结构这一情况，我们在研究它们对沥青的工艺性能中所起的作用时，应加以区别。
QI作为一个整体，可以提高沥青作为黏结剂的工艺性能。
这一点，已有不少研究者得到了越来越多的证据。
这就与以时，着火点最大下降值，从表7中的数据看出，碱土金属盐类对弹碳的氧化催化作用远低于碱金属盐类。
Earp和Hill的研究工作与Harker的研究工作是相互独立进行的，而且所用的方法也不相同，因此他们的数据不能直接进行比较，二者也有矛盾处，例如Earp等认为钾盐的催化作用很小，而Harker等的数据说明钾盐的催化作用大于钠盐。
但是，二者都认为钠盐的催化作用很大，而且数值接近，同时在煤、炭、沥青等灰分中，钠的含量远高于钾。
因此，对于钠盐的催化作用，我们不能不给予足够的重视。
参考文献略。