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1、煤沥青及煤焦油改质沥青综述王东(山西宏特煤化工有限公司浸渍剂沥青装置,山西交城030500)摘要:介绍了煤沥青的性能、用途以及有广泛用途的煤焦油改质沥青的优异特性,改质机理和生产工艺;分析了目前国内煤焦油改质沥青工艺存在的问题,并就这些问题提出了改进措施。关键词:煤沥青;煤焦油沥青;改质AnOverviewofCoalTarBasedPitchandModifiedCoalTarPitchWANGDong(ThePlantofImpregnantPitch,ShanxiHongteCoalChemicalCo.,Ltd.,ShanxiJiaocheng030500,China)Abs
2、tract:Theperformanceandusageofcoal-tarasphaltwereintroduced.Meanwhile,itwasassumedtheexcellentcharacteristics,mechanismandtechnologyofthemodifiedcoaltarpitch.Theanalysisoftheproblemsexistedintheprocessofproductionwereinterpreted,andthenthecorrespondingadviceswereproposed.Keywords:coal-asphalt;c
3、oal-tarasphalt;modified煤沥青是煤焦油沥青的简称,是煤焦油蒸馏后的残渣,为煤焦油加工过程中的大宗产品[1],是制取各种碳素材料不可替代的原料。中国是煤沥青生产和应用的大国,目前煤沥青的产量已达200万t,占煤焦油总量的50%以上[2]。目前,煤沥青主要用于制造冶金业中碳素电极的粘结剂,高附加值的碳材料和针状焦,以及防水和建筑材料,其中以粘结剂的应用最为广泛[3]。但是,未经改质的煤焦油沥青,其软化点低,挥发份高,结焦值低。所生产的电极制品比电阻大,抗氧化和热稳定性差,机械强度低。因此,煤焦油沥青要经过改质,改善其理化性质后,才能满足电极生产的质量要求。同时,国外
4、焦化行业由于受环保的限制而呈现萎缩,导致改质沥青出口的增加,而国内冶金业的发展也增加了改质沥青的用量。因此改质沥青产品有着广阔的国内国际市场及较高的利润,近年来国内各大焦化厂相继增建了改质沥青生产装置,使产品的市场竞争日趋激烈。影响。(2)喹啉不溶物(α树脂)(QI)喹啉不溶物是沥青中不溶于喹啉的残留物。其平均相对分子质量为1800～2600,C/H原子比大于1167。沥青的结焦值随QI的增加而增加。沥青中含有一定量的QI有利于提高炭制品的机械强度和导电性,对炭制品焙烧中的膨胀有一定限制作用。但沥青的QI过高,会致使沥青的流动性降低;QI过低,会导致电极用沥青中糊料偏析分层。1煤沥青
5、概述1.1煤沥青的性质[4]煤沥青是5000多种三环以上多环芳香族化合物和少量与炭黑相似的高分子物质构成的多相体系和高碳物料,含碳92%～94%,含氢仅4%～5%[3]左右,是制取各种碳素材料不可替代的原料。由于煤沥青组成复杂、分子量大,常用正己烷、甲苯和喹啉溶剂对煤沥青进行分级,如图1所示。具体分析如下:(1)甲苯不溶物(TI)TI是沥青中不溶于甲苯的残留物。其平均相对分子质量为1200～1800,C/H原子比为1153左右,外观为黑棕色粉末,具有稳定的组分。该组分具有热可塑性,并参与生成焦炭网格,其结焦值可达90%～95%,对骨料焦结起重要作用。沥青的结焦值随着TI的增加而增加。
6、TI对炭制品机械强度、密度和导电率有图1煤沥青溶剂分离族组成分析过程图Figure1Separationofcoaltarsolventethniccompositionanalysisprocessmap(3)β树脂(甲苯不溶但喹啉可溶)β树脂是煤沥青中不溶于甲苯而溶于喹啉的组分,其值等于TI与QI之差,其平均相对分子质量大致为1000～1800,C/H原子比为1125～210,β树脂是中、高分子量的稠环芳烃,黏结性好、结焦性好,所生成的焦结构成纤维状,具有较好的易石墨化性能,所得的炭制品电阻系数小,机械强度高。(4)γ树脂γ树脂是甲苯可溶物,其相对分子质量大约为200～1000,
7、C/H原子比为0156～1125,呈带黏性的深黄色半流体。γ树脂2010年38卷第5期广州化工·69·括管式炉法和釜式法)、真空闪蒸法等。在煤沥青中的功能是降低沥青的黏度,使沥青易于被炭质骨料吸附,增加糊料的塑性,有利于成型,但过量的γ树脂会降低沥青的结焦值,从而影响焙烧品的密度和机械强度。112煤沥青的应用[5-7]煤沥青没有确定的熔点,只有从固态转化为过渡态的温度范围,通常用软化点代表。根据软化点的高低,煤焦油沥青分为低温沥青(软沥青)、中温沥青(普通
