本發(fā)明屬于一種碳材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
瀝青基碳纖維是一種以石油瀝青或煤瀝青為原料，經(jīng)瀝青的精制、紡絲、預(yù)氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于92％的特種纖維，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在3500mpa以上，是鋼的7～9倍，抗拉彈性模量為230～430gpa亦高于鋼。其具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電與導(dǎo)熱等優(yōu)良性能，是航空航天工業(yè)中不可缺少的工程材料，另在交通、機(jī)械、體育娛樂(lè)、休閑用品、醫(yī)療衛(wèi)生和土木建筑方面也有廣泛應(yīng)用，這個(gè)意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景。
但是，現(xiàn)有瀝青基碳材料原料生產(chǎn)方法需要多釜切換，工藝復(fù)雜、成本高、不能連續(xù)化生產(chǎn)，還存在產(chǎn)出的高軟化點(diǎn)瀝青分子量分布不均的問(wèn)題，這嚴(yán)重影制約著我國(guó)瀝青基碳纖維的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、能連續(xù)化生產(chǎn)，可保證高軟化點(diǎn)瀝青分子量分布均勻的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)是，包括以下步驟：(1)以焦油為原料，過(guò)濾預(yù)熱后進(jìn)行減壓蒸餾，真空度20-80pa，經(jīng)減壓蒸餾后形成軟化點(diǎn)180-220℃的粗瀝青；(2)將步驟(1)的粗瀝青通過(guò)傳輸泵送至熱縮聚反應(yīng)釜，在真空狀態(tài)下進(jìn)行熱縮聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度300-400℃，真空度20-120pa，反應(yīng)時(shí)間2-5小時(shí)，得到200-250℃焦油瀝青；(3)將步驟(2)焦油瀝青通過(guò)輸送泵送至刮膜蒸發(fā)器，再一次去除焦油瀝青中輕組分，改善瀝青組分分布，刮膜蒸發(fā)器溫度320-400℃，真空度20-120pa；(4)經(jīng)步驟(3)后得軟化點(diǎn)大于250℃的成品瀝青經(jīng)高溫溶體過(guò)濾，過(guò)濾精度5-20μm；(5)將步驟(5)過(guò)濾后產(chǎn)品進(jìn)行冷卻造粒，輸送至成品倉(cāng)儲(chǔ)存。
優(yōu)選的，所述焦油原料為煤焦油、乙烯焦油、乙烯重油或者乙烯焦油渣油。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中真空度為50pa，經(jīng)減壓蒸餾后形成軟化點(diǎn)200℃的粗瀝青。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中熱縮聚反應(yīng)釜為：內(nèi)置加熱反應(yīng)釜、外置加熱反應(yīng)釜或者遠(yuǎn)紅外加熱反應(yīng)釜。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中反應(yīng)溫度350℃，真空度70pa，反應(yīng)時(shí)間3.5小時(shí)，得到225℃焦油瀝青。
優(yōu)選的，所述步驟(3)中刮膜蒸發(fā)器溫度360℃，真空度70pa。
優(yōu)選的，所述步驟(4)中過(guò)濾精度為12μm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可利用煤焦油、乙烯焦油、乙烯重油或者乙烯焦油渣油等作為原材料，原料來(lái)源廣泛；利用熱縮聚反應(yīng)釜在真空狀態(tài)下進(jìn)行熱縮聚反應(yīng)，可保證高軟化點(diǎn)瀝青分子量的均勻分布。本發(fā)明采用減壓蒸餾、熱縮聚、刮膜蒸發(fā)、熔體過(guò)濾、冷卻造粒工藝，制備可用于生產(chǎn)瀝青基碳纖維、瀝青基球形活性炭、鋰離子電池包覆材料的高軟化點(diǎn)瀝青，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化的生產(chǎn)，顯著降低了成產(chǎn)成本，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1，一種瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法，包括以下步驟：(1)以焦油為原料，過(guò)濾預(yù)熱后進(jìn)行減壓蒸餾，真空度20-80pa，經(jīng)減壓蒸餾后形成軟化點(diǎn)180-220℃的粗瀝青；(2)將步驟(1)的粗瀝青通過(guò)傳輸泵送至熱縮聚反應(yīng)釜，在真空狀態(tài)下進(jìn)行熱縮聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度300-400℃，真空度20-120pa，反應(yīng)時(shí)間2-5小時(shí)，得到200-250℃焦油瀝青；(3)將步驟(2)焦油瀝青通過(guò)輸送泵送至刮膜蒸發(fā)器，再一次去除焦油瀝青中輕組分，改善瀝青組分分布，刮膜蒸發(fā)器溫度320-400℃，真空度20-120pa；(4)經(jīng)步驟(3)后得軟化點(diǎn)大于250℃的成品瀝青經(jīng)高溫溶體過(guò)濾，過(guò)濾精度5-20μm；(5)將步驟(5)過(guò)濾后產(chǎn)品進(jìn)行冷卻造粒，輸送至成品倉(cāng)儲(chǔ)存。本發(fā)明采用減壓蒸餾、熱縮聚、刮膜蒸發(fā)、熔體過(guò)濾、冷卻造粒工藝，制備可用于生產(chǎn)瀝青基碳纖維、瀝青基球形活性炭、鋰離子電池包覆材料的高軟化點(diǎn)瀝青，目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
實(shí)施例2，根據(jù)實(shí)施例1所述的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法中，所述焦油原料為煤焦油、乙烯焦油、乙烯重油或者乙烯焦油渣油。利用煤焦油、乙烯焦油、乙烯重油或者乙烯焦油渣油等作為原材料，保證了成產(chǎn)原料的廣泛來(lái)源，且對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性。
實(shí)施例3，根據(jù)實(shí)施例1或2所述的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法中，所述步驟(1)中真空度為50pa，經(jīng)減壓蒸餾后形成軟化點(diǎn)200℃的粗瀝青。
實(shí)施例4，根據(jù)實(shí)施例1或2或3所述的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法中，所述步驟(2)中熱縮聚反應(yīng)釜為：內(nèi)置加熱反應(yīng)釜、外置加熱反應(yīng)釜或者遠(yuǎn)紅外加熱反應(yīng)釜。
實(shí)施例5，根據(jù)實(shí)施例1-4任一項(xiàng)所述的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法中，所述步驟(2)中反應(yīng)溫度350℃，真空度70pa，反應(yīng)時(shí)間3.5小時(shí)，得到225℃焦油瀝青。
實(shí)施例6，根據(jù)實(shí)施例1-5任一項(xiàng)所述的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法中，所述步驟(3)中刮膜蒸發(fā)器溫度360℃，真空度70pa。
實(shí)施例7，根據(jù)實(shí)施例1-6任一項(xiàng)所述的瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法中，所述步驟(4)中過(guò)濾精度為12μm。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種瀝青基碳材料原料的連續(xù)化生產(chǎn)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。