CN110511775B - 采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺，包括调节组件、搅拌组件、底座组件、溶剂接口、沉降罐体、进料口、可视条、第一出液管、第二出液管和加热层，底座组件由液压杆、支撑脚和支撑板组成，调节组件由滚珠螺母、L型支架、滑块、滚珠丝杆、轴承座、固定架、泛塞封、夹持架、传动箱体、伺服电机、电机支架、第一斜齿轮、支撑轴、第二斜齿轮、第一轴承、第二轴承和散热孔组成，搅拌组件由搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片组成，该发明，可有效控制原料煤沥青中喹啉不溶物(QI)含量，可根据生产不同型号的产品，设计不同性质的原料，同时沉降罐体便于随时观察内部情况的同时可利用调解组件调整第一出液管的高度。

Description

采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺

技术领域

本发明涉及沥青处理技术领域，具体为采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺。

背景技术

中温煤沥青是生产中间相炭微球的主要原料。中温煤沥青中多为多环芳烃，对中间相小球体的生成有易。原料中的喹啉不溶物(QI)含量在一定的反应温度下，对反应体系内的黏度、中间相炭微球的生成、长大、融并及其结构有不同程度的影响。

因国内不同地区煤炭种类不同，所产煤沥青性质及组份也不尽相同。目前，国内中温沥青煤沥青喹啉不溶物(QI)含量一般在1-7％之间。喹啉不溶物(QI)可促进中间相小球体的生成，对于中间相小球体的大小控制也有很大好处。但含量不易过高，也不易过低，一般要求不超过3％。喹啉不溶物(QI)中包括原生QI和次生QI，原生QI为煤焦油中自身携带含量。用含有原生QI沥青原料生产的中间相炭微球，虽然颗粒度较大，且分布较为均匀，但在锂离子电池负极材料生产中，存在着不易石墨化的问题。石墨化度低，锂离子负极材料的容量较低。所以控制原料沥青中喹啉不溶物(QI)至关重要。同时，现有沥青沉降时使用的沉降罐不利于随时观察内部情况，且分层后分液效果不好，易混合污染，不利于后续反应的操作，因此设计采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，包括调节组件、搅拌组件、底座组件、溶剂接口、沉降罐体、进料口、可视条、第一出液管、第二出液管和加热层，所述沉降罐体的顶部一侧设置有进料口，所述进料口下方的沉降罐体的侧面顶部设置有溶剂接口，且溶剂接口与轻相蒸馏系统和重相蒸馏系统连接均连接，所述沉降罐体的顶部一侧竖直嵌入安装有第一出液管，所述沉降罐体的底部中央安装有第二出液管，所述沉降罐体的外壁一侧竖直嵌入安装有可视条，且第一出液管与可视条的轴线在同一个竖直面上，所述沉降罐体的内壁嵌入安装有加热层，所述沉降罐体固定安装在底座组件上；

所述底座组件由液压杆、支撑脚和支撑板组成，所述支撑脚的数目有三个，且等距离焊接安装在沉降罐体的底部边缘，所述沉降罐体与支撑脚连接处的上方固定套接在支撑板的顶部中央，所述支撑板的底部四角分别与液压杆的输出端固定连接，所述支撑板的顶部一侧设置有调节组件；

所述调节组件由滚珠螺母、L型支架、滑块、滚珠丝杆、轴承座、固定架、泛塞封、夹持架、传动箱体、伺服电机、电机支架、第一斜齿轮、支撑轴、第二斜齿轮、第一轴承、第二轴承和散热孔组成，所述传动箱体固定安装在支撑板的顶部，所述传动箱体的底部内壁固定安装有电机支架，所述电机支架的顶部固定安装有伺服电机，且伺服电机的尾部对应的传动箱体一侧开设有若干散热孔，所述伺服电机的输出端与第一斜齿轮固定连接，所述第一斜齿轮与第二斜齿轮啮合连接，所述第二斜齿轮的底部竖直安装有支撑轴，且支撑轴的底部通过第二轴承与传动箱体的底部转动连接，所述第二斜齿轮的顶部与滚珠丝杆的底端固定连接，所述滚珠丝杆贯穿传动箱体与外界连接，且连接处设置有第一轴承，所述滚珠丝杆上配合安装有滚珠螺母，所述滚珠螺母靠近沉降罐体的一侧与L型支架的短边端部固定连接，所述L型支架的顶端与轴承座转动连接，且轴承座通过固定架与沉降罐体外壁固定连接，所述轴承座的一侧与夹持架固定连接，所述夹持架套接固定在第一出液管的侧面顶部，所述L型支架的一侧底部固定安装有滑块，且滑块通过开设于沉降罐体侧面的滑槽与沉降罐体滑动连接，所述沉降罐体的顶部固定安装有搅拌组件；

所述搅拌组件由搅拌电机、搅拌轴和搅拌叶片组成，所述搅拌电机固定安装在沉降罐体的顶部，所述搅拌电机的输出端贯穿沉降罐体的顶部与搅拌轴的顶部固定连接，所述搅拌轴位于沉降罐体的内部，且搅拌轴上等距离交错固定安装有若干搅拌叶片。

采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的工艺，包括以下步骤：

1)首先将中温煤沥青与混合溶剂按照一定比例同时打入沉降罐体内，此时通过调节组件调整第一出液管的底端位于液面之上；

2)开启搅拌电机，进行搅拌，根据需要利用加热层进行加热，搅拌时间0.5h；

3)搅拌完成后静置沉降，沉降温度100℃，沉降时间4h；

4)通过可视条观察沉降罐体内部，打开伺服电机，利用调节组件调整第一出液管的高度，将上部沥青混合液用泵抽出，打入轻相蒸馏系统进行蒸馏，生产QI含量适中、软化点适中的中间相炭微球用沥青；

5)下部沥青混合液用泵抽出，打入重相蒸馏系统，回收溶剂，副产QI含量高的重相沥青。

根据上述技术方案，所述沉降罐体与第一出液管的连接处设置有泛塞封。

根据上述技术方案，所述可视条为透明材料。

根据上述技术方案，所述第一出液管和第二出液管分别与轻相蒸馏系统和重相蒸馏系统连接，且连接处均安装有泵。

根据上述技术方案，所述传动箱体与支撑板和电机支架均通过螺栓固定连接。

根据上述技术方案，所述搅拌叶片呈圆柱形。

根据上述技术方案，所述第一斜齿轮与伺服电机的输出端、第二斜齿轮与支撑轴之间均通过平键固定连接。

根据上述技术方案，所述溶剂主要采用芳烃与脂肪烃混合溶剂，其比例可根据沥青与混合溶液的不同比例、芳烃与脂肪烃的不同比例进行确定。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置及工艺，采用剂萃取法处理中间相炭微球原料沥青，可有效控制原料煤沥青中喹啉不溶物(QI)含量，可根据生产不同型号的产品，设计不同性质的原料，提高生产灵活性，进而提高产品品质，同时沉降罐体便于随时观察内部情况的同时可利用调解组件调整第一出液管的高度，使得第一出液管的入口端始终处于上部沥青混合液，便于分层，提高了分液效果，不易混合污染，还可以调整整体沉降罐体的高度，利于使用，便于推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体平面结构示意图；

图2是本发明的整体内部结构示意图；

图3是本发明的传动箱体内部结构示意图；

图4是本发明的轴承座与固定架的连接结构示意图；

图5是本发明的工艺流程图；

图中：1、调节组件；2、搅拌组件；3、底座组件；4、溶剂接口；5、沉降罐体；6、进料口；7、可视条；8、第一出液管；9、第二出液管；10、加热层；11、滚珠螺母；12、L型支架；13、滑块；14、滚珠丝杆；15、轴承座；16、固定架；17、泛塞封；18、夹持架；19、传动箱体；110、伺服电机；111、电机支架；112、第一斜齿轮；113、支撑轴；114、第二斜齿轮；115、第一轴承；116、第二轴承；117、散热孔；21、搅拌电机；22、搅拌轴；23、搅拌叶片；31、液压杆；32、支撑脚；33、支撑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的反应釜，包括调节组件1、搅拌组件2、底座组件3、溶剂接口4、沉降罐体5、进料口6、可视条7、第一出液管8、第二出液管9和加热层10，沉降罐体5的顶部一侧设置有进料口6，进料口6下方的沉降罐体5的侧面顶部设置有溶剂接口4，且溶剂接口4与轻相蒸馏系统和重相蒸馏系统连接均连接，沉降罐体5的顶部一侧竖直嵌入安装有第一出液管8，沉降罐体5与第一出液管8的连接处设置有泛塞封17，保证了连接处的密封性，沉降罐体5的底部中央安装有第二出液管9，第一出液管8和第二出液管9分别与轻相蒸馏系统和重相蒸馏系统连接，且连接处均安装有泵，便于分液，沉降罐体5的外壁一侧竖直嵌入安装有可视条7，且第一出液管8与可视条7的轴线在同一个竖直面上，可视条7为透明材料，便于内视，沉降罐体5的内壁嵌入安装有加热层10，沉降罐体5固定安装在底座组件3上；

底座组件3由液压杆31、支撑脚32和支撑板33组成，支撑脚32的数目有三个，且等距离焊接安装在沉降罐体5的底部边缘，沉降罐体5与支撑脚32连接处的上方固定套接在支撑板33的顶部中央，支撑板33的底部四角分别与液压杆31的输出端固定连接，支撑板33的顶部一侧设置有调节组件1；

调节组件1由滚珠螺母11、L型支架12、滑块13、滚珠丝杆14、轴承座15、固定架16、泛塞封17、夹持架18、传动箱体19、伺服电机110、电机支架111、第一斜齿轮112、支撑轴113、第二斜齿轮114、第一轴承115、第二轴承116和散热孔117组成，传动箱体19固定安装在支撑板33的顶部，传动箱体19的底部内壁固定安装有电机支架111，传动箱体19与支撑板33和电机支架111均通过螺栓固定连接，保证了连接处的稳定性，电机支架111的顶部固定安装有伺服电机110，且伺服电机110的尾部对应的传动箱体19一侧开设有若干散热孔117，伺服电机110的输出端与第一斜齿轮112固定连接，第一斜齿轮112与第二斜齿轮114啮合连接，第二斜齿轮114的底部竖直安装有支撑轴113，且支撑轴113的底部通过第二轴承116与传动箱体19的底部转动连接，第一斜齿轮112与伺服电机110的输出端、第二斜齿轮114与支撑轴113之间均通过平键固定连接，保证了传动的平稳性，第二斜齿轮114的顶部与滚珠丝杆14的底端固定连接，滚珠丝杆14贯穿传动箱体19与外界连接，且连接处设置有第一轴承115，滚珠丝杆14上配合安装有滚珠螺母11，滚珠螺母11靠近沉降罐体5的一侧与L型支架12的短边端部固定连接，L型支架12的顶端与轴承座15转动连接，且轴承座15通过固定架16与沉降罐体5外壁固定连接，轴承座15的一侧与夹持架18固定连接，夹持架18套接固定在第一出液管8的侧面顶部，L型支架12的一侧底部固定安装有滑块13，且滑块13通过开设于沉降罐体5侧面的滑槽与沉降罐体5滑动连接，沉降罐体5的顶部固定安装有搅拌组件2；

搅拌组件2由搅拌电机21、搅拌轴22和搅拌叶片23组成，搅拌电机21固定安装在沉降罐体5的顶部，搅拌电机21的输出端贯穿沉降罐体5的顶部与搅拌轴22的顶部固定连接，搅拌轴22位于沉降罐体5的内部，且搅拌轴22上等距离交错固定安装有若干搅拌叶片23，搅拌叶片23呈圆柱形，避免液体滞留。

采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的工艺，包括以下步骤：

1)首先将中温煤沥青与混合溶剂按照一定比例同时打入沉降罐体5内，此时通过调节组件1调整第一出液管8的底端位于液面之上；

2)开启搅拌电机21，进行搅拌，根据需要利用加热层10进行加热，搅拌时间0.5h；

3)搅拌完成后静置沉降，沉降温度100℃，沉降时间4h；

4)通过可视条7观察沉降罐体5内部，打开伺服电机110，利用调节组件1调整第一出液管8的高度，将上部沥青混合液用泵抽出，打入轻相蒸馏系统进行蒸馏，生产QI含量适中、软化点适中的中间相炭微球用沥青；

5)下部沥青混合液用泵抽出，打入重相蒸馏系统，回收溶剂，副产QI含量高的重相沥青。

其中，溶剂主要采用芳烃与脂肪烃混合溶剂，其比例可根据沥青与混合溶液的不同比例、芳烃与脂肪烃的不同比例进行确定。

综上所述，本发明，根据沥青与混合溶液的不同比例、芳烃与脂肪烃的不同比例进行确定好沥青与溶剂的比例，通过液压杆31调整整体沉降罐体5的高度，将沥青与溶剂分别通过溶剂接口4和进料口6同时加入沉降罐体5，伺服电机110通过第一斜齿轮112带动第二斜齿轮114，使得滚珠丝杆14旋转，进而带动滚珠螺母11运动，滚珠螺母11带动L型支架12沿着滑槽上下移动，进而通过夹持架18带动第一出液管8在沉降罐体5内移动，使得第一出液管8的底端位于液面之上，通过搅拌电机21带动搅拌轴22，进而带动搅拌叶片23旋转，使得沥青与溶剂混合均匀，并通过加热层10进行加热，便于反应的发生，搅拌0.5h后静置沉降，沉降时温度为100℃，沉降时间4h；沉降完成后，开启泵，将再将上部沥青混合液利用第一出液管8抽出，打入轻相蒸馏系统进行蒸馏，生产QI含量适中、软化点适中的中间相炭微球用沥青；下部沥青混合液经由第二出液管9用泵抽出，打入重相蒸馏系统，回收溶剂，副产QI含量高的重相沥青。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，包括调节组件（1）、搅拌组件（2）、底座组件（3）、溶剂接口（4）、沉降罐体（5）、进料口（6）、可视条（7）、第一出液管（8）、第二出液管（9）和加热层（10），其特征在于：所述沉降罐体（5）的顶部一侧设置有进料口（6），所述进料口（6）下方的沉降罐体（5）的侧面顶部设置有溶剂接口（4），且溶剂接口（4）与轻相蒸馏系统和重相蒸馏系统连接均连接，所述沉降罐体（5）的顶部一侧竖直嵌入安装有第一出液管（8），所述沉降罐体（5）的底部中央安装有第二出液管（9），所述沉降罐体（5）的外壁一侧竖直嵌入安装有可视条（7），且第一出液管（8）与可视条（7）的轴线在同一个竖直面上，所述沉降罐体（5）的内壁嵌入安装有加热层（10），所述沉降罐体（5）固定安装在底座组件（3）上；

所述底座组件（3）由液压杆（31）、支撑脚（32）和支撑板（33）组成，所述支撑脚（32）的数目有三个，且等距离焊接安装在沉降罐体（5）的底部边缘，所述沉降罐体（5）与支撑脚（32）连接处的上方固定套接在支撑板（33）的顶部中央，所述支撑板（33）的底部四角分别与液压杆（31）的输出端固定连接，所述支撑板（33）的顶部一侧设置有调节组件（1）；

所述调节组件（1）由滚珠螺母（11）、L型支架（12）、滑块（13）、滚珠丝杆（14）、轴承座（15）、固定架（16）、泛塞封（17）、夹持架（18）、传动箱体（19）、伺服电机（110）、电机支架（111）、第一斜齿轮（112）、支撑轴（113）、第二斜齿轮（114）、第一轴承（115）、第二轴承（116）和散热孔（117）组成，所述传动箱体（19）固定安装在支撑板（33）的顶部，所述传动箱体（19）的底部内壁固定安装有电机支架（111），所述电机支架（111）的顶部固定安装有伺服电机（110），且伺服电机（110）的尾部对应的传动箱体（19）一侧开设有若干散热孔（117），所述伺服电机（110）的输出端与第一斜齿轮（112）固定连接，所述第一斜齿轮（112）与第二斜齿轮（114）啮合连接，所述第二斜齿轮（114）的底部竖直安装有支撑轴（113），且支撑轴（113）的底部通过第二轴承（116）与传动箱体（19）的底部转动连接，所述第二斜齿轮（114）的顶部与滚珠丝杆（14）的底端固定连接，所述滚珠丝杆（14）贯穿传动箱体（19）与外界连接，且连接处设置有第一轴承（115），所述滚珠丝杆（14）上配合安装有滚珠螺母（11），所述滚珠螺母（11）靠近沉降罐体（5）的一侧与L型支架（12）的短边端部固定连接，所述L型支架（12）的顶端与轴承座（15）转动连接，且轴承座（15）通过固定架（16）与沉降罐体（5）外壁固定连接，所述L型支架（12）的一侧与夹持架（18）固定连接，所述夹持架（18）套接固定在第一出液管（8）的侧面顶部，所述L型支架（12）的一侧底部固定安装有滑块（13），且滑块（13）通过开设于沉降罐体（5）侧面的滑槽与沉降罐体（5）滑动连接，所述沉降罐体（5）的顶部固定安装有搅拌组件（2）；

所述搅拌组件（2）由搅拌电机（21）、搅拌轴（22）和搅拌叶片（23）组成，所述搅拌电机（21）固定安装在沉降罐体（5）的顶部，所述搅拌电机（21）的输出端贯穿沉降罐体（5）的顶部与搅拌轴（22）的顶部固定连接，所述搅拌轴（22）位于沉降罐体（5）的内部，且搅拌轴（22）上等距离交错固定安装有若干搅拌叶片（23）。

2.根据权利要求1所述的采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，其特征在于：所述沉降罐体（5）与第一出液管（8）的连接处设置有泛塞封（17）。

3.根据权利要求1所述的采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，其特征在于：所述可视条（7）为透明材料。

4.根据权利要求1所述的采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，其特征在于：所述第一出液管（8）和第二出液管（9）分别与轻相蒸馏系统和重相蒸馏系统连接，且连接处均安装有泵。

5.根据权利要求1所述的采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，其特征在于：所述传动箱体（19）与支撑板（33）和电机支架（111）均通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述的采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，其特征在于：所述搅拌叶片（23）呈圆柱形。

7.根据权利要求1所述的采用溶剂萃取沉降法处理相碳微球原料沥青的装置，其特征在于：所述第一斜齿轮（112）与伺服电机（110）的输出端、第二斜齿轮（114）与支撑轴（113）之间均通过平键固定连接。

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