CN104232136B - 一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，属于沥青制备技术领域。该方法包括如下步骤：（1）将煤焦油沥青与游离碳或含游离碳的组分混合均匀，在320～360℃条件下加热反应后得到改质沥青；（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，采用物理分离的方法除去所述混合液中的不溶物；（3）将除去不溶物后得到的澄清液进行分离，分离出澄清液中的溶剂，得到低QI的重质馏分；（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青。采用该原料沥青制备得到的针状焦具有产率高、热膨胀系数低的优点，其热膨胀系数可以低至0.8×10‑6～1.3×10‑6/℃。

Description

一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺
技术领域
本发明涉及一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，属于沥青制备技术领域。
背景技术
针状焦主要应用于电炉炼钢用石墨电极、锂电池、核电、航天等领域。根据生产针状焦的原料不同把针状焦分为煤系针状焦和油系针状焦。其中，煤系针状焦原料有煤焦油、煤焦油沥青以及通过直接加氢裂化煤制得的液体产物等。煤系针状焦原料中含有一定量的喹啉不溶物，它不仅是一些高分子树脂状物质受热聚合生成的无定形碳，还有从炼焦炉碳化室随煤气带来的煤粉和焦粉等，属于针状焦原料中的杂质。根据针状焦成焦机理，针状焦的形成须经历不稳定中间相小球体的形成、小球体的生长和融并即堆积中间相的形成、纤维结构形态的形成，即生成针状焦。但在含有杂质的原料中，不稳定中间相小球体形成后，其遇到杂质碳粒便不能长大与融并，成焦后不能形成针状焦的纤维结构形态，而形成普通焦的镶嵌结构，严重影响针状焦质量。
为了生产优质针状焦，必须对煤系针状焦原料进行净化处理，以除去其中妨碍小球体生长的喹啉不溶物等有害物质。目前除去煤系针状焦原料中喹啉不溶物等有害杂质的方法主要有：溶剂法、蒸馏法、离心法、改质法等。例如，中国专利文献CN102690672A公开了一种制备煤焦油精制沥青的方法，具体为(1)以煤焦油中温沥青为原料，将中温沥青装入不锈钢缩聚反应釜中，通氮气保护进行轻度热缩聚反应，反应温度为380～480℃，处理时间1～7h，氮气流量0.082～0.2m3/h，热缩聚结束后，冷却到室温得到缩聚产物；（2）将缩聚产物加入芳香烃溶剂中，进行溶剂洗涤过滤，芳香烃溶剂与缩聚产物的质量比控制在2～7:1，洗涤过滤温度控制在100～200℃，洗涤时间控制在1～5h，过滤除去滤渣得到含精制沥青的滤液，将获得的滤液进行减压蒸馏脱除溶剂，制得喹啉不溶物质量百分含量＜0.1%的精制沥青。
上述技术通过采用轻度热缩聚与芳香族溶剂洗涤过滤相结合去除沥青中的喹啉不溶物（即QI），获得精制沥青。通过该方法制备得到的精制沥青具有喹啉不溶物含量低的优点。但是上述技术中，中温煤焦油在380～480℃条件下进行热缩聚反应时，由于热缩聚温度较高，沥青中的部分苯不溶喹啉可溶物（即β树脂）还会缩聚形成新的喹啉不溶物，而β树脂是沥青制备针状焦的有效成分，其不但可以提高针状焦的产率，还可以降低针状焦热膨胀系数，所以使用上述处理后的精制沥青作为原料制备针状焦时，其产率低，而且制备得到的针状焦的热膨胀系数大，严重影响针状焦作为电极使用时的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中沥青精制过程中热缩聚反应的温度高导致缩聚反应中部分β树脂会发生缩聚反应生成新的喹啉不溶物，从而导致使用该沥青原料制备针状焦时，针状焦的产率很低、热膨胀系数较大的问题，进而提供一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，使用本发明所述的工艺制备得到的原料制备针状焦时产量较高，且硫的含量非常低，制备得到的针状焦具有热膨胀系数低的优点。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，包括如下步骤：
（1）将煤焦油沥青与游离碳或含游离碳的组分混合均匀，在320～360℃条件下加热反应后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，采用物理分离的方法除去所述混合液中的不溶物；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液进行分离，分离出澄清液中的溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青。
所述步骤（1）中，以游离碳的质量计，所述游离碳或含游离碳的组分与所述煤焦油沥青的添加量比为3:100～20:100。
以游离碳的质量计，所述游离碳或含游离碳的组分与所述煤焦油沥青的添加量比为5:100～12:100。
所述步骤（1）中，所述含游离碳的组分中游离碳的含量为15～95wt%，余量为杂质。
所述步骤（1）中，所述含游离碳的组分是通过将煤焦油沥青与溶剂充分混合后得到混合液，然后采用物理分离方法除去所述混合液中的不溶物，该不溶物即为含游离碳的组分；
其中，所述溶剂为洗油、吸收油、蒽油或喹啉中的任意一种或几种，所述溶剂与煤焦油沥青的质量比为3～6。
所述步骤（1）中，所述游离碳是在50～70℃下，将煤焦油沥青或含游离碳的组分与溶剂充分混合后得到混合液，然后在2000～3000G离心力下分离除去所述混合液中的不溶物，该不溶物即为游离碳；
其中，所述溶剂为洗油、吸收油、蒽油或喹啉中的一种或几种，所述溶剂与所述煤焦油沥青或含自由碳组分的质量比为8～10。
所述步骤（1）中，所述加热反应时间为5～8h。
所述步骤（2）中，所述溶剂为煤系轻质油与煤系芳香族油的混合物，或者是BTX与煤系芳香族油的混合物，所述煤系轻质油或者BTX与煤系芳香族油的质量比为0.25-19；所述溶剂与所述沥青的质量比为0.5-10。
所述煤系轻质油为气体轻油、焦油轻油、石脑油轻油中的一种或者多种，所述煤系芳香族油为洗油、吸收油、甲酚油、蒽油中的一种或者多种。
所述步骤（4）中的加氢催化剂为Ni-Mo系催化剂或Ni-W系催化剂中的任意一种；所述加氢处理的条件为：温度为300～450℃，压力为5～20Mpa。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）本发明所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，首先通过在原料煤焦油沥青中加入游离碳或含游离碳的组分，再在320～360℃的较低温度条件下进行热处理，由于原料中加入了游离碳或含游离碳的组分，使得原料煤焦油沥青可在较低温度下改质，从而使得原料中仅甲苯可溶物发生缩聚反应生成β树脂，而β树脂不会进一步发生缩聚反应，相当于获得的改质沥青中仅增加了β树脂的含量，避免了现有技术中出现的沥青改质时β树脂会进一步缩聚形成新的喹啉不溶物的缺点；再将该高β树脂含量的改质沥青进行溶剂分离时，可以去除改质沥青中原有的喹啉不溶物以及加入的游离碳或含游离碳的组分；再对经分离去除溶剂后的重质馏分进行加氢处理制备得到针状焦用原料沥青，该原料沥青中β树脂含量高达32.19～35.93wt%，QI低至0.01～0.06%，原料沥青的收率高达62.83～92.93wt%，采用该原料沥青制备得到的针状焦具有产率高、热膨胀系数低的优点，其热膨胀系数可以低至0.8×10-6～1.3×10-6/℃。
（2）本发明所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，进一步优选以游离碳的质量计，所述游离碳或含游离碳的组分与所述煤焦油沥青添加量的比为3:100～20:100，在该添加量下制备得到的针状焦原料沥青的收率可以达到63.21～67.93wt%，原料沥青中β树脂含量可以高达32.41～35.92wt%，而QI值可降低至0.01～0.04wt%，采用该针状焦原料沥青制备得到的针状焦具有产率高、热膨胀系数低的优点，并且针状焦的热膨胀系数可低至0.8×10-6～1.2×10-6/℃。
（3）本发明所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，进一步优选以游离碳的质量计，所述游离碳或含游离碳的组分与所述煤焦油沥青添加量的比为5:100～12:100，在该添加量下制备得到的针状焦原料沥青的收率可以达到66.58～67.93wt%，原料沥青中β树脂含量可以高达35.34～35.92wt%，而QI值可降低至0.01～0.02wt%，采用该针状焦原料沥青制备得到的针状焦具有极高的产率、且热膨胀系数可以低至0.8×10-6～1.0×10-6/℃，与现有技术中针状焦的热膨胀系数相比可降低0.4×10-6～0.6×10-6/℃，具有极低的热膨胀系数的优点。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1
（1）将1000g的煤焦油与30g的游离碳混合均匀，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为气体轻油与吸收油的混合物，所述气体轻油与吸收油的质量比为19；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为10；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青A；其中，加氢处理的温度条件为450℃、压力为5MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述游离碳的制备方法如下：
在70℃条件下，将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，然后在2000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，得到的不溶物即为游离碳，进行离心分离的所述混合液的粘度为40mpa·s；
所述溶剂为喹啉，所述喹啉与所述煤焦油的质量比为8。
实施例2
（1）将1000g的煤焦油与40g的游离碳混合均匀，在350℃条件下加热反应10h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1200g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为焦油轻油与洗油的混合物，所述焦油轻油与洗油的质量比为15；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为8；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青B；其中，加氢处理的温度条件为430℃、压力为7MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-Mo系催化剂。
本发明中所述游离碳的制备方法如下：
在60℃条件下，将煤焦油沥青与溶剂充分混合，得到混合液，然后在2000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，得到的不溶物即为游离碳，进行离心分离的所述混合液的粘度为40mpa·s；
所述溶剂为吸收油，所述吸收油与所述煤焦油沥青的质量比为9。
实施例3
（1）将1000g的煤焦油与50g的游离碳混合均匀，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1300g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为焦油轻油、石脑油轻油与洗油的混合物，所述焦油轻油与石脑油轻油的混合质量比可为任意，本实施例优选焦油轻油与石脑油的质量比为5:5，此外，进一步控制焦油轻油与石脑油的混合物的总质量与洗油的质量比为15；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为8；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青C，其中加氢处理的温度条件为420℃、压力为8MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-Mo系催化剂。
本发明中所述游离碳的制备方法如下：
在50℃条件下，将游离碳含量为80wt%的含游离碳的组分与溶剂充分混合，得到混合液，然后在2000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，得到的不溶物即为游离碳，进行离心分离的所述混合液的粘度为40mpa·s；
所述溶剂可以为以任意配比得到的蒽油和洗油的混合物，本实施例中选择蒽油与洗油的质量比为3:7，所述蒽油和洗油混合物与所述含游离碳的组分的质量比为10；本实施例中所述含游离碳的组分为由本发明中实施例7中所述含游离碳的制备方法制备得到的。
实施例4
（1）将1000g的煤焦油与500g的含游离碳的组分混合均匀，其中所述含游离碳的组分中游离碳的含量为15wt%，在350℃条件下加热反应10h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1300g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为石脑油轻油与甲酚油的混合物，所述石脑油轻油与甲酚油的质量比为12；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为6；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青D，其中加氢处理的温度条件为400℃、压力为12MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-Mo系催化剂。
本发明中所述含游离碳的组分的制备方法如下：
将煤焦油沥青与溶剂充分混合，得到混合液，在1200g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，进行离心分离的所述混合液的粘度为74mpa·s；
所述溶剂为洗油；所述溶剂与所述煤焦油沥青的质量比为3。
实施例5
（1）将1000g的煤焦油与400g的含游离碳的组分混合均匀，其中所述含游离碳的组分中游离碳的含量为25.1wt%，在340℃条件下加热反应12h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1400g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为石脑油轻油与蒽油的混合物，所述石脑油轻油与蒽油的质量比为10；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为5；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青E，其中加氢处理的温度条件为380℃、压力为14MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述含游离碳的组分的制备方法如下：
将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，采用过滤分离的方法除去所述混合液中的不溶物，进行过滤分离的所述混合液的粘度为81mpa·s；
所述溶剂为吸收油；所述溶剂与所述煤焦油的质量比为3.5。
实施例6
（1）将1000g的煤焦油与120g的游离碳混合均匀，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，经过滤除去混合液中的不溶物，其中所述溶剂为BTX与蒽油的混合物，所述BTX与蒽油的质量比为8；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为4；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青F，其中加氢处理的温度条件为350℃、压力为16MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述游离碳制备方法如下：
在70℃条件下，将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，在2000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，进行离心分离的所述混合液的粘度为83mpa·s；
所述溶剂为喹啉；所述溶剂与所述煤焦油的质量比为7.5。
实施例7
（1）将1000g的煤焦油与200g的含游离碳的组分混合均匀，其中所述含游离碳的组分中游离碳的含量为71.3wt%，在330℃条件下加热反应12h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，经旋风分离除去所述混合液中的不溶物；其中所述溶剂为BTX与蒽油的混合物，所述BTX与蒽油的质量比为6；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为3；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青G，其中加氢处理的温度条件为330℃、压力为19MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述含游离碳的组分的制备方法如下：
将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，在900g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，进行离心分离的所述混合液的粘度为87mpa·s；
所述溶剂为喹啉；所述溶剂与所述煤焦油的质量比为4.5。
实施例8
（1）将1000g的煤焦油与200g的含游离碳的组分混合均匀，其中所述含游离碳的组分中游离碳的含量为82.7wt%，在320℃条件下加热反应16h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1500g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为BTX与洗油的混合物，所述BTX与洗油的质量比为4；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为2；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青H，其中加氢处理的温度条件为320℃、压力为18MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述含游离碳的组分的制备方法如下：
将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，在800g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，进行离心分离的所述混合液的粘度为89mpa·s；
所述溶剂为喹啉；所述溶剂与所述煤焦油的质量比为5。
实施例9
（1）将1000g的煤焦油与200g的含游离碳的组分混合均匀，其中所述含游离碳的组分中游离碳的含量为95wt%，，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1500g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为BTX与吸收油的混合物，所述BTX与吸收油的质量比为2；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为1；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青I，其中加氢处理的温度条件为300℃、压力为20MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述含游离碳的组分的制备方法如下：
将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，在700g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，进行离心分离的所述混合液的粘度为91mpa·s；
所述溶剂可以是以任意比例混配的喹啉和洗油的混合物，本实施例优选溶剂中喹啉与洗油以质量比6:4混合；所述溶剂与所述煤焦油的质量比为5.5。
实施例10
（1）将1000g的煤焦油与400g的含游离碳的组分混合均匀，其中所述含游离碳的组分中游离碳的含量为50wt%，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1500g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为BTX与甲酚油的混合物，所述BTX与甲酚油的质量比为0.25；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为0.5；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青J，其中加氢处理的温度条件为300℃、压力为20MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述含游离碳的组分的制备方法如下：
将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，通过过滤除去所述混合液中的不溶物，进行离心分离的所述混合液的粘度为93mpa·s；
所述溶剂可以是以任意比例混配的吸收油和蒽油的混合物，本实施例优选溶剂中吸收油与蒽油以质量比4：6混合；所述溶剂与所述煤焦油的质量比为6。
实施例11
（1）将1000g的煤焦油与25g的游离碳混合均匀，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为气体轻油与吸收油的混合物，所述气体轻油与吸收油的质量比为19；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为10；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青K，其中加氢处理的温度条件为450℃、压力为5MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述游离碳的制备方法如下：
在70℃条件下，将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，然后在2000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，得到的不溶物即为游离碳，进行离心分离的所述混合液的粘度为40mpa·s；
所述溶剂为喹啉，所述喹啉与所述煤焦油的质量比为8。
实施例12
（1）将1000g的煤焦油与220g的游离碳混合均匀，在360℃条件下加热反应8h后得到改质沥青；
（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，在1000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，其中所述溶剂为洗油；所述溶剂与所述改质沥青的质量比为15；
（3）将除去不溶物后得到的澄清液送入分离器，分离出澄清液中的轻质溶剂，得到低QI的重质馏分；
（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青L，其中加氢处理的温度条件为480℃、压力为5MPa，本实施例中所述的加氢催化剂为Ni-W系催化剂。
本发明中所述游离碳的制备方法如下：
在70℃条件下，将煤焦油与溶剂充分混合，得到混合液，然后在2000g的离心力下进行离心分离除去所述混合液中的不溶物，得到的不溶物即为游离碳，进行离心分离的所述混合液的粘度为40mpa·s；
所述溶剂为喹啉，所述喹啉与所述煤焦油的质量比为8。
需要说明的是，上述所有实施例中的加氢反应可以在现有技术中使用的任意形式的可进行加氢反应的装置中进行，如流通式鼓泡反应塔等，作为优选的实施方式，所述加氢反应器可以是固定床加氢反应器，从而避免了得到的制备针状焦的原料中存在催化剂沉淀的现象。
上述实施例中的分离器的工作原理为：对所述除去不溶物后得到的澄清液进行闪蒸分离，分离成溶剂油与低QI的重质。所述分离器在加温至350℃，物料进入分离器内，沸点350℃以下的成分变成蒸发气体在分离器上部，沸点350℃以上的成分形成液体或浆态置于分离器底部。本发明中所述的低QI的重质馏分即为350℃以上的成分。
此外，上述实施例中，所述Ni-Mo系催化剂和所述Ni-W系催化剂可以是Ni和Mo或者是Ni和W的金属微粒，也可以是将所述活性组分Ni和Mo或者Ni和W负载在催化剂载体上制备而成，所述载体可以是Al2O3载体，本发明中所述催化剂的选择均为本领域常用的现有技术，因此在本发明中不再赘述。此外，本发明中所述的Ni-Mo系催化剂和所述Ni-W系催化剂为市售的任意产品。
实验例
为了说明本发明中所述技术方案相比于现有技术具有实质性技术效果，本发明设置了以下实验例：
在实验时，上述实施例中使用的煤焦油沥青的性质如表1所示：
表1煤焦油沥青的性质
原料 SP/℃ CV/% QI/% TI/% β/% 硫含量/%
中温沥青 70.0 47.25 5.37 10.53 5.16 0.24
其中表1中，SP:沥青的软化点；CV：煤沥青的结焦值；QI:沥青中喹啉不溶物的质量百分含量；TI：沥青中甲苯不溶物的质量百分含量；β：沥青中甲苯不溶喹啉可溶物的质量百分含量。
对上述实施例得到的所述用于制备针状焦的原料沥青A～L中的硫进行测定，结果如表2所示：
表2用于制备针状焦的原料沥青A～L中硫含量测定结果
将上述得到的所述用于制备针状焦的原料放入制备针状焦的焦化装置，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦。
将所述针状焦产品在2800℃条件下进行石墨化处理，经石墨化后的针状焦的热膨胀系数如表3所示：
表3经石墨化后的各针状焦的热膨胀系数
对上述得到的所述用于制备针状焦的原料沥青的收率、SP、QI，TI、β树脂的含量及CV性能进行测定，得到结果如表4所示：
表4原料沥青的收率、SP、QI，TI、β树脂的含量及CV性能测定结果
性能 原料沥青收率/% SP/℃ QI/% TI/% β/% CV/%
A 65.32 99.2 0.04 33.84 33.8 62.71
B 66.27 100.8 0.04 34.91 34.87 63.24
C 66.84 102.1 0.02 35.36 35.34 64.32
D 67.92 104.4 0.01 35.74 35.73 65.78
E 66.58 103.2 0.02 35.42 35.4 64.27
F 67.93 105.6 0.01 35.93 35.92 66.41
G 64.15 101.2 0.03 34.07 34.04 63.51
H 64.23 100.7 0.03 33.46 33.43 62.34
I 63.97 100.1 0.04 33.01 32.97 61.88
J 63.21 99.6 0.04 32.41 32.37 61.92
K 62.97 97.6 0.05 32.24 32.19 61.37
L 62.83 97.3 0.06 32.27 32.21 61.22
比较例
为了进一步说明本发明中所述技术方案相比于现有技术具有实质性技术效果，本发明设置了以下比较例：
本比较例中的利用沥青制备针状焦原料的工艺，包括：将实验例中使用的煤焦油沥青为原料，将所述沥青原料通氮气保护进行轻度热缩聚反应，反应温度为420℃，处理时间3h，氮气流量0.16m3/h，热缩聚结束后，冷却到室温得到缩聚产物；（2）将缩聚产物加入轻质洗油中，进行溶剂洗涤过滤，溶剂与缩聚产物的质量比为2:1，洗涤过滤温度控制在150℃，洗涤时间控制在2h，过滤除去滤渣得到含精制沥青的滤液，将获得的滤液进行减压蒸馏脱除溶剂，制得针状焦原料沥青。
本比较例得到的原料沥青中的硫含量为0.20wr%，大于实验例中的0.11-0.14wt%；
将上述得到的原料沥青放入制备针状焦的焦化装置，在550℃条件下焦化5小时，得到针状焦，将所述针状焦产品在2800℃条件下进行石墨化处理，经石墨化后的针状焦的热膨胀系数为1.4×10-6/℃。
对比例中制备得到的原料沥青的性质及收率如表5所示：
表5对比例中制备得到的原料沥青的性质及收率
名称 原料沥青收率 SP/℃ QI/% TI/% β/% CV/% 硫含量/%
原料沥青 62.32 96.3 0.17 25.71 25.54 56.78 0.20
通过上述比较可知，比较例中针状焦的热膨胀系数相比于实施例增加了0.1-0.6×10-6/℃，在实际使用时，这足以使针状焦制备的石墨电极的品质受到较大影响；此外，比较例中原料沥青的QI相比于实施例增加了0.11～0.16%，而结焦率率相比于实施例降低了5-10%，可见本发明中针状焦原料沥青的处理工艺相比于现有技术，具有明显的实质性技术效果。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，包括如下步骤：
(1)将煤焦油沥青与游离碳或含游离碳的组分混合均匀，在320～360℃条件下加热反应后得到改质沥青；
(2)将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，采用物理分离的方法除去所述混合液中的不溶物；
(3)将除去不溶物后得到的澄清液进行分离，分离出澄清液中的溶剂，得到低QI的重质馏分；
(4)在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青。
2.根据权利要求1所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，以游离碳的质量计，所述游离碳或含游离碳的组分与所述煤焦油沥青的添加量比为3:100～20:100。
3.根据权利要求2所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，以游离碳的质量计，所述游离碳或含游离碳的组分与所述煤焦油沥青的添加量比为5:100～12:100。
4.根据权利要求1～3任一所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述含游离碳的组分中游离碳的含量为15～95wt％，余量为杂质。
5.根据权利要求1～3任一所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述含游离碳的组分是通过将煤焦油沥青与溶剂充分混合后得到混合液，然后采用物理分离方法除去所述混合液中的不溶物，该不溶物即为含游离碳的组分；
其中，所述溶剂为洗油、吸收油、蒽油或喹啉中的任意一种或几种，所述溶剂与煤焦油沥青的质量比为3～6。
6.根据权利要求1～3任一所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述游离碳是在50～70℃下，将煤焦油沥青或含游离碳的组分与溶剂充分混合后得到混合液，然后在2000～3000G离心力下分离除去所述混合液中的不溶物，该不溶物即为游离碳；
其中，所述溶剂为洗油、吸收油、蒽油或喹啉中的一种或几种，所述溶剂与所述煤焦油沥青或含游离碳的组分的质量比为8～10。
7.根据权利要求1～3任一所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述加热反应时间为5～8h。
8.根据权利要求1～3任一所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，所述溶剂为煤系轻质油与煤系芳香族油的混合物，或者是BTX与煤系芳香族油的混合物，所述煤系轻质油或者BTX与煤系芳香族油的质量比为0.25-19；所述溶剂与所述沥青的质量比为0.5-10。
9.根据权利要求8所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述煤系轻质油为气体轻油、焦油轻油、石脑油轻油中的一种或者多种，所述煤系芳香族油为洗油、吸收油、甲酚油、蒽油中的一种或者多种。
10.根据权利要求1～3任一所述用于生产针状焦的原料沥青的处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的加氢催化剂为Ni-Mo系催化剂或Ni-W系催化剂中的任意一种，所述加氢处理的条件为：温度为300～450℃，压力为5～20Mpa。
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