CN113046110A - 一种粘结剂沥青的制备方法、粘结剂沥青及炼铝用电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粘结剂沥青的制备方法，包括以下步骤：a.将多种原始焦油原料混配到混合煤焦油，混合煤焦油经过净化处理后，再经过电化学氧化反应得到预处理后加工煤焦油；加工煤焦油的喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于20质量％；b.将加工煤焦油蒸馏得到中温沥青；c.将中温沥青进行热聚反应得到聚合物组分；d.将聚合物组分中的低分子组分蒸出得到粘结剂沥青。通过该制备方法制备得到的粘结剂沥青，具有较低的粘度，在应用于炼铝用电极时，能够对骨料焦进行充分的润湿。在与骨料焦形成的复合材料经过焙烧后堆积密度较高，机械强度大。能够降低炼铝用电极的电阻率，降低炼铝生产过程中的消耗及成本。本发明还涉及一种粘结剂沥青及炼铝用电极。

Description

一种粘结剂沥青的制备方法、粘结剂沥青及炼铝用电极

技术领域

本发明属于沥青领域，更具体而言，涉及一种粘结剂沥青的制备方法、粘结剂沥青及炼铝用电极。

背景技术

炼铝用电极的碳材料或碳/碳复合材料需要具有诸如高机械强度，高电导率和高导热率的特性。为了满足以上性质，需要将骨料(石油焦、沥青焦等)通过粘结剂进行彼此粘合，一般使用由煤焦油等制成的改质沥青作为粘结剂。然后再通过捏合成型，焙烧，然后石墨化来制造炼铝电极等碳复合材料。煤焦油是通过在焦炉中在1100至1350℃下将煤(例如烟煤和无烟煤)碳化而产生的气体冷却和冷凝而获得的。

粘结剂沥青主要性能指标有软化点、喹啉不溶物、甲苯不溶物、结焦值、灰分、水分、钠离子含量及中间相含量。粘结剂沥青在高于软化点的温度下与骨料焦混合、捏合时，需要与骨料焦有很好地润湿在焦的表面，并且能浸入到焦的空隙中即良好的浸透性能，此外还需要有较高的碳化收率(结焦值)，结焦值越高，所形成的复合材料在焙烧期间的碳化产率越高，该材料的堆积密度越高，并且机械强度越大，并且材料的电阻率越低，使得在炼铝生产过程中消耗及成本越低。

炼铝电极制备过程中使用的粘结剂沥青通常通过中温沥青的热改质生产的。中温沥青是指将煤焦油通过蒸馏(常压、减压)操作脱除轻质馏分如轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油后的残余馏分。中温沥青的软化点约为80-90℃，轻质组分过多，重质组分不足，因此需要将其在300至450℃下热改质或热聚制成炼铝电极。

为了提高碳化收率，最直接有效的措施是增加粘结剂沥青中的重组分含量。可以通过增加粘结剂沥青的软化点来增加粘结剂沥青中的重组分含量。然而，当与骨料焦捏合时为了将粘结剂沥青液化，一般要使用比粘结剂沥青软化点高约50℃的操作温度，因此，如果软化点提高，则设备的加热负荷就要变得非常大。此外，一般提高沥青的软化点，其粘度也会变高，当液态沥青通过管道输送时阻力会很大。此外，通过常用的热改性增加重组分含量时，沥青中会产生大量的大尺寸中间相，当粘结剂沥青与骨料焦捏合时，会堵塞焦的表面开孔，进而妨碍沥青浸润到焦的内孔。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了广泛的研究，通过建立焦油与粘结剂沥青性质的关联关系，利用蒸汽改质工艺，在低温下完成轻质油的脱除和沥青热聚反应得到指标理想的粘结剂沥青。本发明是在基于焦油原料对产品性质影响及抑制沥青的重组分生成并且减少轻油的残留含量的思路进行的。

本公开实施例提供了一种粘结剂沥青的制备方法，包括以下步骤：

a.将多种原始焦油原料混配到混合煤焦油，混合煤焦油经过净化处理脱出残渣和水分，再经过添加含烷基侧链的芳烃物质混合均匀后通入电解反应器，经过电化学氧化反应得到预处理后加工煤焦油；所述加工煤焦油的喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于20质量％；

b.将所述加工煤焦油蒸馏得到中温沥青；

c.将所述中温沥青进行热聚反应得到聚合物组分；

d.将所述聚合物组分中的低分子组分蒸出得到粘结剂沥青。

其中，质量％的含义是指按照国标测试方法喹啉不溶物质量数占测试物料的质量百分比。

本方案中“以上”和“小于”均包括端点值，例如“2质量％以上”包含2质量％。

本方案通过对多种原始焦油原料进行混配得到混合煤焦油，并将混合煤焦油进行净化处理以及电化学氧化处理得到加工煤焦油。净化处理是指将混合煤焦油中煤渣、煤灰、矿渣、杂质等机械杂质及水的脱除，可以采用离心、沉降工艺设备实现。

净化后煤焦油中添加的芳烃物质是指含有甲基、乙基、多个甲基、多个乙基的单环、双环芳烃，可以是单一化学品，也可以是多个化学物质的混合物，可以是甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯、二乙苯，也可以是以上物质的混合物，也可以是含有以上物质混合物，例如二甲残油。添加量为1％～10％。混合均匀，混合形式可以是静态混合器混合也可以是动态搅拌形式。

电解反应器是指阳和阴极可选用石墨、铂、二氧化铅、钌、或经过SnO₂、PbO₂、IrO₂、RuO₂以及IrO₂对以上物质表面进行修饰后的材料。电压为1～10V,电流1～10mA。净化处理后的煤焦油经过2～10分钟电化学反应，用刮板将阳极板上的加工焦油刮掉，反复进行以上反应收集加工焦油。通过电化学氧化处理可以更温和地提高焦油的β树脂含量，增加粘结性，有利于通过进一步的加工获取品质更为优异的粘结剂沥青。相对于现有工艺更为绿色，反应条件也更为缓和。

得到喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于20质量％的加工煤焦油，将该加工煤焦油通过蒸馏将其中的轻质组分，例如轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油轻质组分蒸出，得到残留物中温沥青。然后将中温沥青进行热聚反应，得到聚合物组分，最后将聚合物组分中的低分子组分蒸除，即得到粘结剂沥青。通过该制备方式，能够使粘结剂沥青具有较低的粘度，在应用于炼铝用电极时，能够浸入到骨料焦的空隙中，对骨料焦进行充分的润湿。并且，使粘结剂沥青结焦值较高，在与骨料焦形成的复合材料经过焙烧后堆积密度较高，机械强度大，能够降低炼铝用电极的电阻率，降低炼铝生产过程中的消耗及成本。

多种原始焦油原料来自多个焦炉，具有不同的固定碳(FC)含量和喹啉不溶物(QI)含量，将多个原始焦油原料混合(调配)，能够获得加工煤焦油，加工煤焦油也具有一定的FC、QI。单一原始焦油原料中也含有甲苯不溶物(TI)，多个原始焦油原料混合(调配)后，加工煤焦油也具有一定的TI。

其中，喹啉不溶物包含游离碳和聚合中间相，游离碳是煤高温热解(焦化)过程产生，粒径约1μm以下；聚合中间相是沥青改性过程中产生，尺寸约为1μm至50μm。聚合中间相是喹啉不溶物的一种。聚合组分包括聚合生产的中间相和油分，聚合生产的大部分化学物质是喹啉可溶物，只有中间相组分由于分子尺寸大，不溶于喹啉溶液。游离碳也称为一次QI，聚合中间相也称为二次QI。一次QI是煤在焦炉中经过1000℃至1300℃的热解反应中产生的。通常焦炉的温度越高，产生的焦油中游离碳的量越大。对于不同焦炉，由于操作条件不同生产的原始焦油原料中QI含量也不同。在制备加工煤焦油的过程中，需要对多种原始焦油原料进行混配，以得到喹啉不溶物含量为2.0质量％以上且小于12质量％的加工煤焦油，再通过恰当的蒸汽聚合工艺，从而最终获得的粘结剂沥青的各项指标趋于良好。各项指标包括甲苯不溶物、喹啉不溶物(包含部分中间相)、结焦值、灰分、挥发分、软化点、中间相含量和尺寸。蒸汽聚合工艺与氧化聚合、热聚合相比，由于将反应温度降低，使得芳烃分子的聚合反应速度更可控，降低反应体系粘度，参与反应的芳烃分子更有效接触与传质，反应体系更均匀，避免氧化反应速度不可控性大，中间相生成物含量高并且尺寸大，喹啉不溶物含量超标，局部粘度大，反应体系未参与反应的芳烃分子聚合程度低，从而出现一个反应体系中既有高软化点、高喹啉不溶物、大中间相尺寸的部分，又有低软化点、甲苯不溶物含量低的部分，产品品质不均一。

可选地，将多种原始焦油原料混配到加工煤焦油，加工煤焦油的喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于12质量％，以及，结焦值在21％～33％。控制加工煤焦油的结焦值在该范围内，最终制得的粘结剂沥青在与骨料焦形成的复合材料经过焙烧后堆积密度较高，机械强度大。

可选地，将中温沥青进行热聚反应，得到分子量为2000～40000的聚合物组分。分子量在该范围内的聚合物组分能够制备出满足各向性能指标的粘结剂沥青。

可选地，蒸馏为常压蒸馏或减压蒸馏。可选地，蒸馏为减压蒸馏。通过使用减压蒸馏，可以在较低的温度下更有效地蒸馏出轻质组分。可选地，蒸馏时的塔底温度为260℃～320℃。在该温度范围内，可以抑制重组分的焦化反应，尽可能地保留更多的重组分。

可选地，粘结剂沥青的各项指标为：软化点(SP)为100℃以上且低于130℃；喹啉不溶物(QI)含量为6.0质量％至12质量％；游离碳(一次QI)和低于3um(不包含3)中间相含量为6.0质量％至11.5质量％；中间相(二次QI 3um～10um)含量为0.50质量％以下；10um以上含量为0质量％；甲苯不溶物含量(TI)为32质量％以上；结焦值为63质量％以上；160℃下的粘度为500mPa·s～3000mPa·s；360℃的分数为5.0质量％以下。

粘结剂沥青的软化点(SP)是表示粘结剂沥青流动性的温度指数。该指数在粘结剂沥青和骨料焦形成捏合产物的步骤中特别重要。如果粘结剂沥青的软化点(SP)过高，使用现有设备一方面要承受高温负荷，另一方面不能确保将其软化，过程中加热的能量消耗增加。所以一般厂家要求粘结剂沥青的软化点不能有不明显的变化。需要根据炼铝电极、石墨电极、特种石墨等不同产品的制造过程设备的要求，以及产品品质的要求选择和确认粘结剂沥青的软化点。

一般情况下如果粘结剂沥青的软化点(SP)小于100℃，则存在光成分增加的问题。粘结剂沥青的软化点(SP)更优选为105至120℃。

160℃下的粘度为500mPa·s～3000mPa·s。粘度是粘结剂沥青的重要指标之一，在粘结剂和骨料焦的捏合过程中粘结剂的粘性很重要。混捏的温度一般设定为比粘结剂沥青的软化点高约50℃的温度。对粘结剂沥青的粘度测试一般是150℃至180℃的温度范围内，160℃为佳。如果粘结剂沥青的粘度高于3000mPa·s，将难以在液态下通过管路输送转移粘结剂沥青。此外当通过热聚反应增加粘结剂沥青中的粘度时，会产生一定量的中间相，将极大地阻碍粘结剂沥青渗透到骨料焦开孔中。可选地，160℃以下的粘度为1000mPa·s～2000mPa·s。在该范围内既能保证粘结剂具有一定的粘性，还便于输送转移粘结剂沥青。

中间相(3um～10um)的含量为0.50质量％以下，且10um以上含量为0质量％时，粘结剂沥青在与骨料焦进行作用时，可以防止在捏合过程中因压碎而产生的壳状中间相附着在骨料焦的表面上，并降低骨料焦的填充性，并可以增加碳材料的密度。

甲苯不溶物(TI)的含量为32质量％以上时，碳化收率提高，同时其喹啉不溶物含量也会增加，从而提高粘结剂沥青的性能。

结焦值用作本发明的粘结剂沥青的碳化收率的指标。本发明的粘合剂沥青的结焦值为63质量％以上。结焦值的量通常与软化点(SP)呈正相关。然而，在本发明的粘结剂沥青中，在保持高结焦值量的同时降低了软化点。

当结焦值的量在此范围内时，碳材料复合材料在煅烧期间的碳化产率增加，碳材料复合材料的堆积密度可以增加，并且机械强度也增加。并且可以降低电阻率，这对于铝熔炼电极是有利的。结焦值的含量小于58.0质量％时，烧成时的碳材料复合材料的碳化率降低，得到的电极等产品的机械强度降低。

在一些实施例中，加工煤焦油中的喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于12质量％。当使用喹啉不溶物含量小于2.0质量％的加工煤焦油时，粘结剂沥青的喹啉不溶物和甲苯不溶物低，结焦值也较低。当使用喹啉不溶物含量大于12.0质量％的加工煤焦油时，粘结剂沥青中的喹啉不溶物和甲苯不溶物增加，并且粘度也增加。将喹啉不溶物的含量限制在该范围内，能够一方面使粘结剂沥青保持较多的喹啉不溶物和甲苯不溶物含量，另一方面避免粘结剂沥青的粘度过高。

在一些实施例中，所述加工煤焦油的甲苯不溶物含量为6质量％以上且小于20质量％。将甲苯不溶物的含量限制在该范围内，能够使粘结剂沥青具有合适的粘度。

在一些实施例中，热聚温度为大于300℃且小于330℃。在现有技术中通常是在350℃至450℃下进行热聚反应，这样处理中温沥青能够增加粘结组分。然而在本方案中，热聚温度是300℃以上且小于330℃。在热聚反应中，会使中温沥青中的轻质组分转变为中质和重质组分，并且产生一定量的中间相。如果中温沥青中的轻质组分，例如沸点低于360℃的组分的含量过高，则在粘结剂沥青与骨料焦的焙烧过程中成形体会发生龟裂，造成产品率低，尤其对于大尺寸材料，极大增加生产成本。如果中间相含量过多以及中间相尺寸过大，则在粘结剂沥青与骨料焦进行捏合时，会堵塞焦的表面开孔进而妨碍粘结剂沥青浸润到焦的内孔。

当热聚温度小于300℃时，则存在粘结剂沥青的轻组分无法有效转变成中质和重质组分的问题，并且粘结剂沥青的收率较低。当热聚温度为330℃以上时，则粘结剂沥青中的中间相含量和尺寸都会增加。大尺寸中间相在粘结剂沥青与骨料焦进行捏合时，会堵塞焦的表面开孔，进而妨碍粘结剂沥青浸润到焦的内孔，并且该粘结剂沥青的一部分组分会发生热分解。

可选地，热聚温度为315℃～325℃。在该温度范围内，一方面能够使粘结剂沥青中的轻组分有效转变成中质和重质组分，另一方面能够尽量降低中间相含量，并避免中间相的尺寸较大。

在一些实施例中，将中温沥青进行热聚反应，包括：

c1、将中温沥青加热至热聚温度；

c2、按照设定的蒸汽量向中温沥青中吹入蒸汽。

吹入蒸汽的目的是降低轻油的分压并加速蒸馏。通过在上述温度范围内加热以促进中温沥青的重组分的生产，并在随后的吹入蒸汽量的作用下，降低低沸点油的分压并促进低沸点油的蒸馏。这可以获得低粘度和低轻油含量的粘结剂沥青，同时保持高碳化产率(结焦值)而不改变软化点。

在一些实施例中，设定的蒸汽量与中温沥青的重量之间的关系为：20kg·蒸汽/t·沥青至40kg·蒸汽/t·沥青。20kg·蒸汽/t·沥青的含义是参与反应的沥青量是1吨，所需的蒸汽是20kg。

以蒸汽量/沥青重量比计，吹入中间沥青的蒸汽量为40kg·蒸汽/t·沥青以上时，粘结剂沥青的粘度变高，形成炼铝用电极时的成型性变差。如果以蒸汽量/沥青重量比计，吹入中温沥青的蒸汽量小于20kg蒸汽/吨沥青，则不能获得蒸汽蒸馏的效果，并且残留大量的轻油。

可选地，吹入中温沥青的蒸汽量为25kg·蒸汽/t·沥青至35kg·蒸汽/t·沥青。在该范围内，能够保持炼铝用电极的成型性较好，并且尽量蒸出大量轻质组分。吹入中温沥青的蒸汽可以是通常在工厂中使用的饱和蒸汽。可选地，热聚反应的反应时间为3小时以上且小于10小时。

可选地，蒸汽包括饱和蒸气、过热蒸汽。蒸汽可以是水蒸气，水蒸气中可夹带氮气。可选地，蒸汽压力3.8-9.8Mpa，优选4-6Mpa。在该蒸汽压力范围内，有利于反应的进行，能够尽量蒸出大量轻质组分。

可选地，在蒸馏步骤中获得的中间沥青的温度在320℃以上且低于340℃的范围内时，蒸汽的蒸汽含量/沥青重量比大于或等于20kg蒸汽/t沥青或更高，40kg蒸汽/t沥青以下。然后进行热聚过程，同时通过吹入中间沥青而通过热重整获得满足以上各项指标粘结剂沥青。中间沥青是蒸汽聚合后产生。

在一些实施例中，根据每种原始焦油原料的结焦值以及粘结剂沥青的目标结焦值，确定多种原始焦油原料混配时的混配比例。这样，能够根据用户对粘结剂沥青的结焦值需求，确定如何混配多种原始焦油原料。

可选地，每种原始焦油原料的结焦值与粘结剂沥青的目标结焦值呈线性正相关关系。作为一种示例，焦油1的结焦值为CV1，焦油2的结焦值为CV2，加工得到的粘结剂沥青的目标结焦值为CV12，则焦油1和2的混配比例与各结焦值之间的关系如下：

X1×CV1+X2×CV2＝CV12，X1+X2＝1；

其中，X1为焦油1的比例，X2为焦油2的比例。

通过以上算式，能够确定焦油1和2的比例，能够根据用户对粘结剂沥青的结焦值要求，得出多种原始焦油原料之间的混配比例。

可选地，3种及3种以上原始焦油原料进行混配时，混配比例以及原始焦油原料结焦值、粘结剂沥青的目标结焦值之间的关系如下：

∑Xn×CVn＝CV12…n，∑Xn＝1。

这样，能够确定出3种及3种以上原始焦油原料的混配比例。

除此之外，也能够实现在前期对原始焦油原料进行混配时，能够根据混配比例预先计算出粘结剂沥青的结焦值。此时，X1～Xn的大小可根据需要进行调整。

在一些实施例中，根据每种原始焦油原料的喹啉不溶物含量确定原始焦油原料的结焦值。这样，便于确定原始焦油原料的结焦值，方便快捷。如图1所示，可选地，原始焦油原料的喹啉不溶物含量与原始焦油原料的结焦值呈线性正相关关系。这样，能够根据原始焦油原料的喹啉不溶物含量，计算得到原始焦油原料的结焦值。

在一些实施例中，根据每种原始焦油原料的喹啉不溶物含量以及粘结剂沥青的目标喹啉不溶物含量，确定多种原始焦油原料的混配比例。这样，能够根据用户对喹啉不溶物含量的需求，确定混配比例。

可选地，每种原始焦油原料的喹啉不溶物含量与粘结剂沥青的目标喹啉不溶物含量呈线性正相关关系。作为一种示例，焦油1的喹啉不溶物含量为QI1，焦油2的喹啉不溶物含量为QI2，加工得到的粘结剂沥青的喹啉不溶物含量为QI12，则焦油1和2的混配比例与各结焦值之间的关系如下：

X1×QI1+X2×QI2＝QI12，X1+X2＝1；

其中，X1为焦油1的比例，X2为焦油2的比例。

通过以上算式，能够确定焦油1和2的比例，能够根据用户对粘结剂沥青的喹啉不溶物含量的需求，得出多种原始焦油原料之间的混配比例。也可以是根据混配时多种原始焦油原料的配比，推算粘结剂沥青的喹啉不溶物含量。

在一些实施例中，根据对粘结剂沥青的QI值，结焦值的要求及与原始焦油原料的关系，确定焦油合理配比。不同焦油实际混合后，经过蒸馏得到中温沥青，再经过本发明的蒸汽热聚工艺，得到粘结剂沥青QI与结焦值同时也存在这样的线性关系，如图2所示，其线性公式为y＝1.6429x+49.885，Y＝结焦值，X＝QI值。

本公开实施例还提供了一种粘结剂沥青，采用如前述任一项实施例提供的制备方法制备得到。该粘结剂沥青通过采用前述的制备方法制备，能够在维持高碳化率(结焦值)的同时，具有低粘度和低轻质组分含量。

本公开实施例还提供了一种炼铝用电极，包括如前述实施例提供的粘结剂沥青。炼铝用电极采用该粘结剂沥青，能够具有较高的机械强度和较低的电阻率，降低炼铝生产过程中的消耗及成本。

本公开实施例还提供了一种粘结剂沥青，包含：喹啉不溶物6质量％～12质量％、甲苯不溶物32质量％以下；其中，喹啉不溶物中游离碳(一次QI)和低于3um(不包含3)中间相含量为6.0质量％至11.5质量％，3um～10um中间相含量为0.5质量％以下。

粘结剂沥青中喹啉不溶物的含量在该范围内时，粘结剂沥青具有较低的粘度，在应用于炼铝用电极时，能够浸入到骨料焦的空隙中，对骨料焦进行充分的润湿。并且，使粘结剂沥青结焦值较高，在与骨料焦形成的复合材料经过焙烧后堆积密度较高，机械强度大，能够降低炼铝用电极的电阻率，降低炼铝生产过程中的消耗及成本。

中间相(3um～10um)的含量为0.50质量％以下，且10um以上含量为0质量％时，粘结剂沥青在与骨料焦进行作用时，可以防止在捏合过程中因压碎而产生的壳状中间相附着在骨料焦的表面上，并降低骨料焦的填充性，并可以增加碳材料的密度。

甲苯不溶物(TI)的含量为28质量％以上时，碳化收率提高，同时其喹啉不溶物含量也会增加，从而提高粘结剂沥青的性能。

附图说明

图1是焦油原料中喹啉不溶物含量与其结焦值的关系图；

图2是粘结剂沥青的喹啉不溶物含量与其结焦值的关系图；

图3是结焦值的实测值与计算值的关系图。

具体实施方式

实施例1

由不同焦化企业生产焦油1和2，采用离心处理方式脱除其中的煤渣和煤灰。净化后煤焦油中添加甲苯，添加量为8％，通过带搅拌桨的混合器混合均匀，混合温度为70℃。将混合好的焦油通入电解反应器，阳极为二氧化铅，阴极为石墨。电压为3V，电流5mA。经过6分钟电化学反应，用刮板将阳极板上的加工焦油刮掉，反复进行以上反应收集加工焦油。

经过以上处理的加工焦油1的QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，加工焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在320℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整10小时，获得粘结剂沥青12。表1的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为62.6。

实施例2

由不同焦化企业生产焦油1和2，采用离心处理方式脱除其中的煤渣和煤灰。净化后煤焦油中添加甲苯，添加量为8％，通过带搅拌桨的混合器混合均匀，混合温度为70℃。将混合好的焦油通入电解反应器，阳极为二氧化铅，阴极为石墨。电压为3V,电流5mA。经过6分钟电化学反应，用刮板将阳极板上的加工焦油刮掉，反复进行以上反应收集加工焦油。经过以上处理的加工焦油2和3，加工焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，加工焦油3QI3为3.40质量％，CV326.4％，按照55：45的比例进行混合后得到混合焦油23再进行减压蒸馏得到中温沥青23，在310℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整12小时，获得粘结剂沥青23。其软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为65.3。

根据类似实例1和2进行多个焦油蒸馏和粘结剂沥青的制备的实验测试，粘结剂沥青的结焦值测试值与计算值进行关联，发现了实测值和计算值之间关联很高，如图3所示，证实本发明可以根据实际生产需要可以很好选择不同的焦油进行混配得到预期的粘结剂沥青指标。

对比例1

由不同焦化企业生产焦油4和焦油5，焦油4QI4为0.2质量％，CV4 18.7％，焦油5的QI5和CV5分别为0.5％，19.2％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油45再进行减压蒸馏得到中温沥青45，在320℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整10小时，获得粘结剂沥青45。表1的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青45的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为43。

对比例2

由不同焦化企业生产焦油6和焦油7，焦油6QI6为14质量％,CV6 36％，焦油6的QI6和CV6分别为15％，38％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油67再进行减压蒸馏得到中温沥青67，在320℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整，反应2小时反应器器结焦，无法正常生产，取样进行分析参见数据表中粘结剂67样品数据。

对比例3

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV124.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，分别进行减压蒸馏得到中温沥青1,2，在320℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整10小时，获得粘结剂沥青1,2，粘结剂沥青1和2的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，固定碳含量(CV)，粘度(160℃)和360℃分数如表1中所示。

对比例4

同实施例1的加工焦油1，采用目前工业中的连续热聚及闪蒸工艺，在380℃热聚反应釜中停留时间为10小时，然后在闪蒸器中脱除轻组分，得到粘结沥青标记为粘结剂沥青4。粘结剂沥青4的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，固定碳含量(CV)，粘度(160℃)和360℃分数如表1中所示。

表1粘结剂沥青的各项指标

实施例3

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在300℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整12小时，获得粘结剂沥青12(1)。表2的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(1)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为64。

实施例4

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在330℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整8小时，获得粘结剂沥青12(2)。表2的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(2)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为65。

对比例5

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在280℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整15小时，获得粘结剂沥青12(3)。表2的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(3)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为50。

对比例6

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在350℃的重整温度下以30kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整10小时，获得粘结剂沥青12(4)。表2的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(4)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为65。

表2粘结剂沥青的各项指标

实施例5

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在300℃的重整温度下以20kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整12小时，获得粘结剂沥青12(5)。表1补充的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(5)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为64。

实施例6

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在300℃的重整温度下以40kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整10小时，获得粘结剂沥青12(6)。表1补充的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(6)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为64。

对比例7

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在300℃的重整温度下以10kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整12小时，获得粘结剂沥青12(7)。表1补充的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(7)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为64。

对比例8

同实施例1中得到加工焦油1和2，焦油1QI1为2.02质量％，CV1 24.9％，焦油2的QI2和CV2分别为6.12％，28.4％，按照65：35的比例进行混合后得到混合焦油12再进行减压蒸馏得到中温沥青12，在300℃的重整温度下以60kg蒸汽/t沥青的蒸汽吹入量吹入沥青中，进行热重整12小时，获得粘结剂沥青12(8)。表1补充的粘合剂沥青列中示出了所得粘结剂沥青12(8)的软化点(SP)，喹啉不溶物(QI)，包括一次和二次QI的含量，结焦值(CV)，粘度(160℃)和360℃分数。通过计算得到粘结剂沥青结焦值为64。

表3粘结剂沥青的各项指标

Claims (10)

1.一种粘结剂沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.将多种原始焦油原料混配到混合煤焦油，所述混合煤焦油经过净化处理后，再经过电化学氧化反应得到预处理后加工煤焦油；所述加工煤焦油的喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于20质量％；

b.将所述加工煤焦油蒸馏得到中温沥青；

c.将所述中温沥青进行热聚反应得到聚合物组分；

d.将所述聚合物组分中的低分子组分蒸出得到粘结剂沥青。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加工煤焦油的喹啉不溶物含量为2质量％以上且小于12质量％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加工煤焦油的甲苯不溶物含量为6质量％以上且小于20质量％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述中温沥青进行热聚反应，包括：

c1、将所述中温沥青加热至热聚温度；

c2、按照设定的蒸汽量向所述中温沥青中吹入蒸汽。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述热聚温度为大于300℃且小于330℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，根据每种所述焦油原料的结焦值以及所述粘结剂沥青的目标结焦值，确定多种所述焦油原料混配时的混配比例。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，根据每种所述焦油原料的喹啉不溶物含量确定所述焦油原料的结焦值。

8.一种粘结剂沥青，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的制备方法制备得到。

9.一种炼铝用电极，其特征在于，包括如权利要求8所述的粘结剂沥青。

10.一种粘结剂沥青，其特征在于，包含：喹啉不溶物6质量％～12质量％、甲苯不溶物32质量％以下；其中，喹啉不溶物中游离碳和低于3um中间相的含量为6.0质量％至11.5质量％，3um～10um中间相含量为0.5质量％以下。

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