煤制沥青以及沥青制备针状焦技术现状

煤制沥青以及沥青制备针状焦技术现状

对煤制沥青以及沥青制备针状焦这两个技术领域进行检索，对检索结果进行分析、总结如下：

煤制沥青工艺主要集中在煤焦油精馏制备沥青和煤粉制备沥青两个方面：

1．煤焦油精馏制备沥青

煤焦油精馏制备沥青，是将焦油蒸馏后，残留在蒸馏釜内的物质就是沥青。如专利CN101323788A中公开的主要工艺流程为：将煤焦油加热到350-360℃后经常压精馏、减压精馏、一级超离、二级超离后分别指的净化沥青、浸渍沥青、改质沥青、高软化点沥青和燃料油。专利CN 1563278A公开了一种间歇单釜式中文及改质沥青生产工艺，方法是：煤焦油原料脱水处理至含水量≤5%，在真空度0.04-0.075Pa的负压下加温，炉膛温度为800-900℃，此时切出三混油及蒽油后，将残留物冷却处理，得到了中温沥青产品；继续加温改质，就会使中文沥青改质得到改制沥青，经冷却处理，即为改制沥青产品。还有其它涉及煤焦油精馏制备沥青的专利文献，如CN 101139527A、CN 101775303、CN 1536054A。

2．煤粉制备沥青工艺

煤粉制备沥青工艺则又包含两种主要工艺路线：

第一种工艺路线为：煤炭粉碎→与液体容积在一定的温度、压力下混合，进行萃取抽提→对抽提后得到的液体进行过滤、溶剂回收等→得到煤沥青。这种工艺的原理是使用有机溶剂对煤种的沥青类物质进行提取，如专利文献CN1536054A公开了一种煤用液体溶剂连续浸出制取煤沥青类物质的方法，包括如下步骤：（1）煤炭粉碎；（2）煤粉连续进入连续式浸出装置中与连续进入的液体溶剂混合抽提，浸出温度为200-380，浸出压力位2-6MPa；（3）抽屉后的浸出液连续精细过滤、蒸发、溶剂回收、制取煤沥青。其它相近的还有专利文献CN101624529A、CN 101580729A等。

第二种工艺路线为：煤炭粉碎→加氢热处理→去除剩余煤渣、溶剂。如专利CN 101294089A中公开的制备煤沥青的方法，为：将原煤进行粉碎，并筛分，选出粒度为0.5um-5mm的煤粉，将煤粉烘干，使煤粉中全水含量≤5%；然后将煤粉与溶剂加入反应釜中，

并通入氢气，加热升温到300-450℃，保温0.5-5小时，其中，所述溶剂为洗油、蒽油、脱晶蒽油和渣油中的一种或者几种。

沥青制备针状焦工艺包括原料预处理、延迟焦化（和煅烧），其中，原料预处理的目的是为了去除原料软沥青中的杂质（主要指喹啉不溶物QI），目前检索出的中国专利中，以原料预处理方法进行分类，主要包括闪蒸法和溶剂法。

1．闪蒸-缩聚法

闪蒸缩聚法的工艺流程为：软沥青等原料→闪蒸→热缩聚→延迟焦化→（高温煅烧）→成品。

如早期的中国专利CN 86100675A中公开了一种制备煤系针状焦的方法，以煤焦油、煤软沥青为原料，经加工后获得纯净油料，再进行焦化处理，具体方法是：将煤焦油、煤软沥青在一定温度、压力条件下进行加热处理，产生裂解和缩聚反应；再在闪蒸塔内进行闪蒸，除去某些妨碍中间相小球体成长的有害物质和不溶杂质，得到纯净油料；将所述纯净油料在一定温度、压力条件下再次进行加热处理，产生缩聚反应，得到缩聚沥青；将缩聚沥青和循环中油进行焦化处理，得到针状焦。上述工艺流程总结为：沥青原料→裂解和缩聚反应→闪蒸、净化→缩聚反应→焦化处理→针状焦。与上述工艺相近的还有专利CN1172147A中公开的改进的煤系针状焦的生产工艺。

随后的专利申请大致遵循了上述工艺的流程，但增加了各种对上述工艺的改进。如专利CN1268544针对传统技术中系统堵塞、结焦的问题，提出一种煤系针状焦的制备方法，采用配制的煤软沥青为原料，原料经过净化和调制后，再经炭化制成煤系针状焦，其特征在于原料净化是在原料加热后，以第一段比第二段温度较高而压力较低的两段真空闪蒸，除掉杂质和热反应活性高的组分而获得不含杂质、不含热反应活性高组分的精料，同时还可获得粘结剂等副产品；精料经加热后加压予炭化，得到分子量分布范围集中的精料，然后对精料进行炭化，炭化后产物经后处理处理成煤系针状焦产品。工艺流程总结为：沥青原料→加热、分段闪蒸→予炭化→炭化→针状焦。

专利CN 1217365A针对传统技术中原料品种受限制的问题，提出一种煤系针状焦制取法，该方法中所用的原料除了煤焦油、煤软沥青、配制煤软沥青、煤焦油馏分油外，还可以使用沥青加工的副产油，除此之外，这一工艺的特征还在于：原料闪蒸后经过分离处理再进行缩聚；缩聚原料采用反应釜底出来的沥青循环加热方式加热，或者采用反应釜外加热套补充加热供热；焦化操作是在改进的延迟焦化装置中，焦化原料于恒温或者变温条件下进行炭化和干燥两段法操作。该工艺采用闪蒸+分离工艺，把闪蒸油分馏成轻、重两个馏分，重闪蒸油直接进入焦化操作，简化了操作过程，轻闪蒸油作为缩聚原料，由于仅有轻闪蒸油组分，使其沸点范围变窄，提高了成品的收率和质量。

专利CN 101126027公开一种新型煤系针状焦的制取方法，用于获得一级品的煤系针状焦，其改进之处有：使用闪蒸工序进行分布冷凝，分别获得重、中、轻三种闪蒸油，进行分别处理；缩聚工序在反应釜里设置入料分配管和轴向搅拌器，釜底为锥形；焦化工序净化油循环使用；与焦化原料同时注入的水蒸气由氮气取代；向闪蒸原料或缩聚原料或焦化原料中加入石油组分，进行公炭化。

还有其它的使用溶剂法进行预处理的技术可参考专利文献如CN 1268544A、CN1304974A、CN101126027、CN1944578A。

专利CN 1724611A公开了一种具有高度取样结构的针状焦，但该方法中闪蒸用在了热聚合反应之后，具体制备方法为：将原料与轻组分油混合后进入第一沉降分离塔，静置分离后塔底排出富含喹啉不溶物与极性易聚合组分混合物的残渣，塔顶流出精制沥青油；将所述精制沥青油输送到热聚合反应器与来自第二沉降分离塔的轻组分油混合进行热聚合反应，热聚合反应的产物连续流入第二沉淀分离塔，经沉降分离后占进料量0-20%的轻组分油循环回流到聚合反应器、富含中间相的重组分进入到定向生长器，在定向生长器中生长并高度取向融并，然后流入真空闪蒸塔中，进行闪蒸后，闪蒸塔顶的轻组分油回流到第一沉降分离塔与原料混合、塔底富含高度取向中间相的重组分油进入到并联的第一和第二焦化塔。上述工艺流程为：原料+轻组分油→第一沉降分离塔，得到精制沥青油→热聚合反应器，与轻组分油混合进行热聚合反应→第二沉淀分离塔→定向生长器→焦化→高度取样结构的针状焦。类似的还有专利CN1386820A。