CN1151060C - 中间相炭微球的生产方法 - Google Patents
中间相炭微球的生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1151060C CN1151060C CNB021168407A CN02116840A CN1151060C CN 1151060 C CN1151060 C CN 1151060C CN B021168407 A CNB021168407 A CN B021168407A CN 02116840 A CN02116840 A CN 02116840A CN 1151060 C CN1151060 C CN 1151060C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- raw material
- production method
- catalyzer
- mcmb
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明属于炭素材料领域，主要涉及中间相炭微球的制取。本发明所述的中间相炭微球的生产方法包括原料配备、聚合反应、聚合反应产物分离和干燥。原料组成包括基本原料和催化剂，其配比(wt%)为基本原料80-99.9%，催化剂0.1-20%。基本原料为芳香族重质油或沥青中任一种或两种之和；催化剂为铁、镍、钴氧化物中任一种或任两种或任两种以上之和。采用本发明所述方法生产的中间相炭微球的粒径为0.1-100μm，收得率为20-70%。本发明具有产品收得率高、粒径可控、操作容易等特点。
Description
技术领域
本发明属于炭素材料领域，主要涉及中间相炭微球的制取。
背景技术
中间相炭微球是炭素材料领域重点开发的新型炭素材料之一，它是有关的前沿技术取得突破和发展的关键性材料。中间相炭微球可用于各种功能材料，它的石墨化产品是优良的锂离子电池负极材料。以中间相炭微球为原料制取的特种炭素制品具有超细结构和优良的各向同性、抗氧化和耐烧蚀等特性，可作为各种结构部件。
较早的中间相炭微球的生产大都是在没有使用催化剂的状态下进行，故聚合反应时间长，温度高，产品收得率低。为此，近几年开发了各种催化剂，特公昭62-25193中采用热处理或氢化处理相结合的方法，先制取不含游离炭的沥青，使用芳香族溶剂将上述沥青分离为可溶成分和不溶成分，将可溶成分与不溶成分改变比例后混合，再进行热处理，以此实现光学各向异性小球体，即中间相炭微球的高收得率。特开平7-268352中，在煤焦油或煤沥青中添加0.5-25％(wt％)的三环或三环以上的芳香族化合物，以此提高中间相炭微球的收得率。在特开平7-126659中，在煤焦油或煤焦油沥青中添加了0.5-10％(wt％)的炭黑，提高中间相炭微球的收得率。上述各种改进方法仍存在不足之处，或生产过程复杂，或催化剂不易获得，或收得率提高不十分明显。
在JP04-161183中，以纯萘为原料，以HF-BF3为催化剂生产中间相炭微球，虽可提高收得率，但以纯萘为原料限制了原料选择，同时成本也大大提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料来源广泛，工艺简单，且能明显提高收得率的中间相炭微球的生产方法。
针对上述目的，本发明中间相炭微球的生产方法，其工艺步骤包括原料配备、聚合反应、聚合反应产物分离和干燥，现分述如下：
一、原料配备
原料组成包括基本原料和催化剂，其配比(wt％)为：基本原料80-99.9％，催化剂0.1-20％。
(1)基本原料为芳香族重质油或沥青中任一种或两种之和。
芳香族重质油为煤焦油、石油工业重油、蒽油、萘或多环芳烃中任一种或任两种或任两种以上之和。
沥青为煤沥青或石油沥青中任一种或两者之和。
上述芳香族原料没有软化点、游离炭或喹啉不溶物含量限制，可以是上述基本原料的单体物，或是它们的配比物或混合物，或是由上述原料加工成的二次重质芳烃，如在制取中间相炭微球时产生的副产焦油或副产沥青。
(2)催化物为铁、镍、钴的氧化物之中的任一种或任两种或任两种以上之和。
上述铁、镍、钴氧化物包括铁、镍、钴与氧形成的各种从高价到低价的氧化物。
上述氧化物直接与基本原料混合，或搭载在其它载体上使用，例如做成具有一定形状的粒状催化剂，这种催化剂在与中间相炭微球分离后可以反复使用，并且可提高中间相炭微球的纯度。
本发明通过改变催化剂的品种、用量、混合配比来调节中间相炭微球的粒径大小、粒径分布和表面状态。
二、聚合反应
将按照原料组成及其配比配备好的原料装入聚合反应器中进行聚合反应，其聚合反应的参数如下：
压力(Pa)：1.0×103-1.0×107
温度(℃)：350-500
时间(h)：0.01-10
气氛：惰性气体或自身反应产生的保护气氛。
通过聚合反应，获得中间相炭微球和基质混合物。
三、聚合反应产物的分离
采用沉淀分离法、离心分离法或溶剂分离法将中间相炭微球从中间相炭微球与基质的混合物中分离出来，获得所需的中间相炭微球。
离心分离法在离心机上进行。
沉淀分离法是将聚合反应产物与溶剂形成的液相—固相混合物在沉淀池中进行沉淀分离，所得固相即为中间相炭微球。
溶剂分离法采用吡啶溶剂、喹啉溶剂、洗油溶剂和烷烃等溶剂。即将聚合反应产物放入上述溶剂中，再用过滤法将中间炭微粒从所得的溶液中分离出来。
四、干燥
分离所得的中间相炭微球经干燥后，即成为本发明所述的中间相炭微球，其干燥参数为：
干燥温度：150-350℃
真空度：1.0×102-1.0×103Pa
挥发分控制在2-20％。
本发明通过控制催化剂品种、用量、混合配比及聚合反应的反应温度、时间、压力来控制中间相炭微球的粒径、粒径分布、表面状态及微晶结构，并可改变中间相炭微球的后续热处理性能。
采用本发明所述的生产方法所制取的中间相炭微球的粒径为0.1-100μm，中间相炭微球的收得率为20-70％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、原料来源广泛，价格低，成本低。
2、生产工艺及相关装备简单，投资少，也易于与现有有关的生产线结合、改造，且操作过程易于实施，催化剂没有有害气体产生。
3、产品收得率高，特别是粒径小的中间相炭微球收得率高。
4、中间相炭微球的粒径、形态、微观结构及后续热处理性能可控。
5、产品用途广泛。
具体实施方式
采用本发明所述的方法，制备了9批中间相炭微球。按照上述的工艺步骤，先后进行原料配备、聚合反应、聚合反应产物分离、干燥，干燥后即获得本发明所述的中间相炭微球。原料组成及其配比如表1所述，聚合反应、分离及干燥参数如表2所示，所获得的中间相炭微球的粒径和收得率如表3所示。
为了对比，同时采用现有技术中其它生产方法制备了三批中间相炭微球，其相关参数也分别列入表1、表2和表3中。
表1实施例及比较例原料组成及其配比(wt％)
表2聚合反应、分离和干燥参数
表3实施例和比较例所得中间相炭微球的粒径及收得率
| 成分批号 | 平均粒径μm | 收得率％ | 挥发分％ | |
| 本发明 | 1 | 13 | 37 | 11 |
| 2 | 11 | 39 | 10 | |
| 3 | 1 | 35 | 11 | |
| 4 | 10 | 36 | 12 | |
| 5 | 10 | 32 | 10 | |
| 6 | 9 | 33 | 12 | |
| 7 | 8 | 31 | 11 | |
| 8 | 8 | 30 | 12 | |
| 9 | 6 | 31 | 10 | |
| 比较例 | 10 | 8 | 9 | 10-12 |
| 11 | 15 | 16 | 10-12 | |
| 12 | 22 | 23 | 10-12 | |
Claims (6)
1、一种中间相炭微球的生产方法，包括原料配备、聚合反应、聚合反应产物分离和干燥，其特征在于：
原料配备中的原料组成包括基本原料和催化剂，
原料组成的配比(wt％)为：基本原料80-99.9％，催化剂0.1-20％，
基本原料为芳香族重质油或沥青中任一种或两者之和，
催化剂为铁、镍、钴的氧化物中的任一种或任两种或任两种以上之和。
2、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于芳香族重质油为煤焦油、石油工业重油、蒽油、萘或多环芳烃中任一种或任两种或任两种以上之和。
3、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于沥青为煤沥青或石油沥青中的任一种或两者之和。
4、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于催化剂铁、镍、钴的氧化物包括这些元素与氧形成的各种从高价到低价的氧化物。
5、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于催化剂直接与基本原料混合，或搭载在其它载体上使用。
6、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于所使用的芳香族原料没有软化点、游离炭或喹啉不溶物含量限制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021168407A CN1151060C (zh) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 中间相炭微球的生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021168407A CN1151060C (zh) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 中间相炭微球的生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1382624A CN1382624A (zh) | 2002-12-04 |
| CN1151060C true CN1151060C (zh) | 2004-05-26 |
Family
ID=4744261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021168407A Expired - Lifetime CN1151060C (zh) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 中间相炭微球的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1151060C (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1624955A (zh) * | 2003-12-01 | 2005-06-08 | 上海杉杉科技有限公司 | 一种锂离子电池炭负极材料的制造方法 |
| CN100341777C (zh) * | 2006-04-11 | 2007-10-10 | 太原理工大学 | 一种用重油残渣为原料制取碳微球的方法 |
| CN102195036B (zh) * | 2010-03-05 | 2015-07-08 | 宁波杉杉新材料科技有限公司 | 一种表面改性的石墨化中间相炭微粉及其制备方法 |
| CN102214821B (zh) * | 2010-04-02 | 2015-04-29 | 上海杉杉科技有限公司 | 表面改性的石墨化中间相炭微粉及其制备方法 |
| CN102633245A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-08-15 | 天津市贝特瑞新能源材料有限责任公司 | 一种中间相炭微球d50的控制方法及生产中间相炭微球的装置 |
| CN105858640B (zh) * | 2016-06-27 | 2017-10-17 | 太原理工大学 | 一种粒径可控的碳微球制备方法 |
| CN106952736B (zh) * | 2017-05-16 | 2019-03-22 | 中南大学 | 锂离子电容器及其制备方法 |
| CN109179371A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-11 | 武汉科技大学 | 一种中间相炭微球及利用沥青热裂油制备中间相炭微球的方法 |
-
2002
- 2002-04-12 CN CNB021168407A patent/CN1151060C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1382624A (zh) | 2002-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112645304B (zh) | 一种重油制备高性能中间相炭微球的方法 | |
| CN102653397A (zh) | 一种煤焦油基中间相炭微球的制备方法 | |
| CN1151060C (zh) | 中间相炭微球的生产方法 | |
| CN103359702A (zh) | 一种不同粒径中间相炭微球制备方法 | |
| CN101376114B (zh) | 一种金属/炭复合材料或金属氧化物/炭复合材料的制备方法 | |
| CN112300821A (zh) | 石油基高软化点沥青的制备方法 | |
| CN1259546A (zh) | 中间相沥青炭微球的制备方法 | |
| CN115558517A (zh) | 一种利用废旧锂电池热处理产物异位催化生物质热解的方法 | |
| CN1124228C (zh) | 一种中间相炭微球的制取方法 | |
| CN1108986C (zh) | 中间相炭微球的制取方法 | |
| CN112574770B (zh) | 一种优质煤系针状焦的制备方法 | |
| CN112831335B (zh) | 一种重油制备中间相沥青和中间相炭微球的方法 | |
| CN115558516A (zh) | 一种废旧锂电池基金属改性催化剂催化生物质热解的方法 | |
| CN1089098C (zh) | 沥青基球状活性炭的制备方法 | |
| CN113277502A (zh) | 一种以芳烃为原料利用多场耦合制备石墨烯量子点的方法 | |
| CN109806843B (zh) | 一种吸附分离煤焦油中多环芳烃的吸附树脂及其制备方法与应用 | |
| KR101359266B1 (ko) | 석탄 피치 제조 방법 | |
| CN109609166B (zh) | 一种富氮细镶嵌结构沥青焦的制备方法 | |
| US11286425B2 (en) | Method for preparing needle coke for ultra-high power (UHP) electrodes from heavy oil | |
| CN111392707B (zh) | 一种利用煤直接液化制备中间相碳微球的方法 | |
| CN112852463B (zh) | 一种改质沥青、沥青焦及其制备方法和应用 | |
| CN112831334B (zh) | 一种中间相沥青和中间相炭微球的制备方法 | |
| CN114768830A (zh) | 一种油溶性硫化金属催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN116376596A (zh) | 一种针状焦原料的生产方法 | |
| CN115725318A (zh) | 二维纳米片低温催化氢解退役聚烯烃制备轻质油的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20040526 |