CN104593031A - 一种中间相沥青前驱体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机催化合成技术领域，具体涉及一种中间相沥青前驱体的制备方法。按照1)将高纯芳烃熔融成液态，通过泵连续打入静态混合器内；再将氟化氢、三氟化硼也泵入静态混合器内；2)待打入的物料在静态混合器内混合充分后，依次连续进入静态反应器内，再进入微反应器内；3)反应物料进入微反应器反应后，得到反应产物，将反应产物泵入闪蒸塔内进行闪蒸。4)反应产物经闪蒸、分离出氟化氢、三氟化硼和重质油，得到中间相沥青前驱体。本发明具有使催化剂与原料在微反应空间内快速完成物料的传质、传热，过程连续，安全性高等优点。

Description

一种中间相沥青前驱体的制备方法
技术领域
本发明属于有机催化合成技术领域，具体涉及一种中间相沥青前驱体的制备方法。
背景技术
氟化氢和三氟化硼具有高腐蚀性，需要采用耐腐蚀材料制造设备，且此两种催化剂均是剧毒物品，人摄入1.5g氢氟酸可致立即死亡，三氟化硼LC501180mg/m3浓度可造成急性中毒甚至死亡，因此从安全的角度是非常不受欢迎的。
中间相沥青可以通过煤沥青、石油沥青、重质油等为原料经热缩聚反应制得或以高纯芳烃为原料经催化合成制得。然煤沥青和石油沥青由于原料的原因难以做到高纯度中间相沥青的生产，而中国专利CN102899061A采用AlCl3催化萘制备中间相沥青，其催化剂AlCl3由于难以完全脱除，导致高纯化难以实现。
为得到高纯度的中间相沥青，不得不采用剧毒氟化氢和三氟化硼催化制备中间相沥青，而现有的技术中，日本专利特开平1-139621、特开平1-254796，中国专利CN 101525543A采用HF/BF3催化芳烃化合物，制备中间相沥青，温度高达200-400℃，压力甚至达到几十MPa，使得HF/BF3对设备腐蚀更加严重，且高腐蚀设备在高温、高压环境下运行带来严重的设备安全隐患。
吕春祥在1999年的《新型炭材料》中公布采用萘、无水氟化氢、三氟化硼乙醚按一定比例在反应釜中低温齐聚。中国专利申请号201210458285.4中公布采用两段反应器制备中间相沥青。然此两种方法均采用间隙式的生产方法，为保证工业化产量时，催化剂将以几十甚至数百公斤的量存在于反应容器内，一旦发生泄漏，这些有毒的催化剂将在瞬间或短时间充满整个操作车间，存在高度安全隐患，且反应过程需要数小时以上才可完成。发明内容
本发明的目的是为解决现在氟化氢和三氟化硼催化制备中间相沥青前驱体时，传质与传热速率慢导致反应时间长、过程不连续、安全性低的问题，提供一种使催化剂与原料在微反应空间内快速完成物料的传质、传热，过程连续，安全性高的一种中间相沥青前驱体的制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种中间相沥青前驱体的制备方法，其特点是：包括以下步骤：
1)将高纯芳烃在80～120℃下熔融成液态，以100ml～500ml/min的流量通过泵连续打入容积为2000～5000ml的静态混合器内；再将氟化氢以20～10ml/min流量、三氟化硼以10～1000ml/min流量也泵入静态混合器内；
2)待打入的物料在静态混合器内混合充分后，依次连续进入静态反应器内，再进入容积为200～5000ml，反应通道截面积为1～10mm2，温度为80～120℃的微反应器内；
3)反应物料进入微反应器反应1～6分钟后，得到反应产物，将反应产物泵入120～180℃的闪蒸塔内进行闪蒸。
4)反应产物经闪蒸、分离出氟化氢、三氟化硼和重质油，得到中间相沥青前驱体。
所述的高纯芳烃是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一种或几种的混合物。
所述微反应器是一个或多个微反应器串联，微反应器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
所述静态混合器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：第一，中间相沥青前驱体可连续生产，杜绝间隙式生产过程中不稳定因素影响前驱体性能稳定。第二，低温、低压、反应快速。第三，显著降低安全隐患等级，提高事故发生时的可控性。第三，使用本发明方法所得中间相沥青前驱体收率为80～95％，H/C比为0.8～0.86，重质油收率5～20％，氟化氢和三氟化硼回收率98％以上。
具体实施方式
实施例1
本实施例一种中间相沥青前驱体的制备方法，包括以下步骤：
1)将高纯芳烃在80℃下熔融成液态，以100ml/min的流量通过泵连续打入容积为2000ml的静态混合器内；再将氟化氢以20ml/min流量、三氟化硼以10ml/min流量也泵入静态混合器内；
2)待打入的物料在静态混合器内混合充分后，依次连续进入静态反应器内，再进入容积为200ml，反应通道截面积为1mm2，温度为80℃的微反应器内；
3)反应物料进入微反应器反应1分钟后，得到反应产物，将反应产物泵入120℃的闪蒸塔内进行闪蒸。
4)反应产物经闪蒸、分离出氟化氢、三氟化硼和重质油，得到中间相沥青前驱体。
所述的高纯芳烃是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一种或几种的混合物。
所述微反应器是一个或多个微反应器串联，微反应器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
所述静态混合器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
实施例2
本实施例一种中间相沥青前驱体的制备方法，包括以下步骤：
1)将高纯芳烃在120℃下熔融成液态，以500ml/min的流量通过泵连续打入容积为5000ml的静态混合器内；再将氟化氢以10ml/min流量、三氟化硼以1000ml/min流量也泵入静态混合器内；
2)待打入的物料在静态混合器内混合充分后，依次连续进入静态反应器内，再进入容积为5000ml，反应通道截面积为10mm2，温度为120℃的微反应器内；
3)反应物料进入微反应器反应6分钟后，得到反应产物，将反应产物泵入180℃的闪蒸塔内进行闪蒸。
4)反应产物经闪蒸、分离出氟化氢、三氟化硼和重质油，得到中间相沥青前驱体。
所述的高纯芳烃是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一种或几种的混合物。
所述微反应器是一个或多个微反应器串联，微反应器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
所述静态混合器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
实施例3
本实施例一种中间相沥青前驱体的制备方法，其特点是：包括以下步骤：
1)将高纯芳烃在100℃下熔融成液态，以300ml/min的流量通过泵连续打入容积为3000ml的静态混合器内；再将氟化氢以15ml/min流量、三氟化硼以800ml/min流量也泵入静态混合器内；
2)待打入的物料在静态混合器内混合充分后，依次连续进入静态反应器内，再进入容积为3000ml，反应通道截面积为8mm2，温度为100℃的微反应器内；
3)反应物料进入微反应器反应4分钟后，得到反应产物，将反应产物泵入140℃的闪蒸塔内进行闪蒸。
4)反应产物经闪蒸、分离出氟化氢、三氟化硼和重质油，得到中间相沥青前驱体。
所述的高纯芳烃是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一种或几种的混合物。
所述微反应器是一个或多个微反应器串联，微反应器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
所述静态混合器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。

Claims (4)

1.一种中间相沥青前驱体的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
1)将高纯芳烃在80～120℃下熔融成液态，以100ml～500ml/min的流量通过泵连续打入容积为2000～5000ml的静态混合器内；再将氟化氢以20～10ml/min流量、三氟化硼以10～1000ml/min流量也泵入静态混合器内；
2)待打入的物料在静态混合器内混合充分后，依次连续进入静态反应器内，再进入容积为200～5000ml，反应通道截面积为1～10mm2，温度为80～120℃的微反应器内；
3)反应物料进入微反应器反应1～6分钟后，得到反应产物，将反应产物泵入120～180℃的闪蒸塔内进行闪蒸。
4)反应产物经闪蒸、分离出氟化氢、三氟化硼和重质油，得到中间相沥青前驱体。
2.根据权利要求1所述的一种中间相沥青前驱体的制备方法，其特征是：所述的高纯芳烃是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种中间相沥青前驱体的制备方法，其特征是：所述微反应器是一个或多个微反应器串联，微反应器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
4.根据权利要求1所述的一种中间相沥青前驱体的制备方法，其特征是：所述静态混合器材质为碳化硅或蒙乃尔合金。
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