煤沥青及煤焦油改质沥青综述
王 东
(山西宏特煤化工有限公司浸渍剂沥青装置,山西 交城 030500)
摘 要:介绍了煤沥青的性能、用途以及有广泛用途的煤焦油改质沥青的优异特性,改质机理和生产工艺;分析了目前国内煤焦油改质沥青工艺存在的问题,并就这些问题提出了改进措施。
关键词:煤沥青;煤焦油沥青;改质
An O verv i ew of Coa l Tar Ba sed P itch and M od i f i ed Coa l Tar P itch
WAN G D ong
(The Plant of I m p regnant Pitch,Shanxi Hongte Coal Che m ical Co.,L td.,Shanxi J iaocheng030500,China)
Abstract:The perf or mance and usage of coal-tar as phalt were intr oduced.Mean while,it was assumed the excellent characteristics,mechanis m and technol ogy of the modified coal tar p itch.The analysis of the p r oble m s existed in the p r ocess of p r oducti on were inter p reted,and then the corres ponding advices were p r oposed.
Key words:coal-as phalt;coal-tar as phalt;modified
煤沥青是煤焦油沥青的简称,是煤焦油蒸馏后的残渣,为煤焦油加工过程中的大宗产品[1],是制取各种碳素材料不可替代的原料。中国是煤沥青生产和应用的大国,目前煤沥青的产量已达200万t,占煤焦油总量的50%以上[2]。目前,煤沥青主要用于制造冶金业中碳素电极的粘结剂,高附加值的碳材料和针状焦,以及防水和建筑材料,其中以粘结剂的应用最为广泛[3]。但是,未经改质的煤焦油沥青,其软化点低,挥发份高,结焦值低。所生产的电极制品比电阻大,抗氧化和热稳定性差,机械强度低。因此,煤焦油沥青要经过改质,改善其理化性质后,才能满足电极生产的质量要求。
同时,国外焦化行业由于受环保的限制而呈现萎缩,导致改质沥青出口的增加,而国内冶金业的发展也增加了改质沥青的用量。因此改质沥青产品有着广阔的国内国际市场及较高的利润,近年来国内各大焦化厂相继增建了改质沥青生产装置,使产品的市场竞争日趋激烈。
1 煤沥青概述
1.1 煤沥青的性质[4]
煤沥青是5000多种三环以上多环芳香族化合物和少量与炭黑相似的高分子物质构成的多相体系和高碳物料,含碳92%～94%,含氢仅4%～5%[3]左右,是制取各种碳素材料不可替代的原料。由于煤沥青组成复杂、分子量大,常用正己烷、甲苯和喹啉溶剂对煤沥青进行分级,如图1所示。
具体分析如下:
(1)甲苯不溶物(TI)
TI是沥青中不溶于甲苯的残留物。其平均相对分子质量为1200～1800,C/H原子比为1153左右,外观为黑棕色粉末,具有稳定的组分。该组分具有热可塑性,并参与生成焦炭网格,其结焦值可达90%～95%,对骨料焦结起重要作用。沥青的结焦值随着TI的增加而增加。TI对炭制品机械强度、密度和导电率有影响。
(2)喹啉不溶物(α树脂)(Q I)
喹啉不溶物是沥青中不溶于喹啉的残留物。其平均相对分子质量为1800～2600,C/H原子比大于1167。沥青的结焦值随Q I的增加而增加。沥青中含有一定量的Q I有利于提高炭制品的机械强度和导电性,对炭制品焙烧中的膨胀有一定限制作用。但沥青的Q I过高,会致使沥青的流动性降低;Q I过低,会导致电极用沥青中糊料偏析分层
。
图1 煤沥青溶剂分离族组成分析过程图
Figure1 Separati on of coal tar s olvent ethnic co mpositi on analysis pr ocess map
(3)β树脂(甲苯不溶但喹啉可溶)
β树脂是煤沥青中不溶于甲苯而溶于喹啉的组分,其值等于TI与Q I之差,其平均相对分子质量大致为1000～1800,C/H原子比为1125～210,β树脂是中、高分子量的稠环芳烃,黏结性好、结焦性好,所生成的焦结构成纤维状,具有较好的易石墨化性能,所得的炭制品电阻系数小,机械强度高。
(4)γ树脂
γ树脂是甲苯可溶物,其相对分子质量大约为200～1000, C/H原子比为0156～1125,呈带黏性的深黄色半流体。γ树脂
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在煤沥青中的功能是降低沥青的黏度,使沥青易于被炭质骨料吸附,增加糊料的塑性,有利于成型,但过量的γ树脂会降低沥青的结焦值,从而影响焙烧品的密度和机械强度。
112 煤沥青的应用[5-7]
煤沥青没有确定的熔点,只有从固态转化为过渡态的温度范围,通常用软化点代表。根据软化点的高低,煤焦油沥青分为低温沥青(软沥青)、中温沥青(普通沥青)、高温沥青(软沥青)。因其软化点和物化性质不同,用途各异,具体介绍如下:
(1)作电极粘结剂
作电极粘结剂的沥青一般是中温沥青,它在电极成型过程中使分解的碳质原料形成塑性糊,压制成各种形状的工程结构材料,沥青在焙烧过程中发生焦化,将原来分散的碳质原料粘结成碳素的整体,并具有所要求的结构强度。
(2)型煤粘结剂
用20%～30%的煤焦油高沸点馏分稀释中温沥青所得的软沥青就可作为型煤的粘结剂。但是,软沥青价格高,作为配型煤技术的基本粘结剂,具有价格高的缺点,而且软沥青是一种贵重的沥青资源,可以广泛用于生产沥青焦、针状焦等高附加值产品。现在国外已开发出石油改质粘结剂(ASP)来代替软沥青。
(3)生产沥青焦
沥青焦主要为电解法炼铝的阴极以及炼钢用的石墨电极制备。为改善焦炉沥青焦工艺恶劣操作条件,减少对环境的污染,国外开始发展煤沥青延迟焦的生产工艺,宝钢焦化厂最早引进该工艺生产高质量沥青焦。目前国内一些装置通过改进该工艺技术生产针状焦取得了巨大成功。
(4)制造沥青清漆
沥青清漆是焦油沥青溶液。为了增加漆面光泽,在熬制油时增加一些松香或松节油,同时为改进塑性,还加入了填料。这种沥青清漆宜于在室外做钢结构、混凝土及砌体的防水层和保护层,并能在室外常温下涂刷及喷漆。
(5)其它用途
煤焦油沥青还可增加塑性、制备沥青碳纤维、用于铺路、制造防水剂、炭黑、沥青炸药等。
2 改质沥青[8-10]
改质沥青又称石墨电极沥青、电极粘结沥青(HQP)以及高质量沥青,多用作电炉炼钢的超高或高功率电极,电解铝的阳极糊以及碳素制品的粘结剂。
211 改质沥青特性
改质沥青具有较高的苯不溶物(B I),一定的喹啉不溶物(Q I),较低的挥发分含量及较高的树脂含量等,因此使用改质沥青作粘结剂原料,生产出的炭素制品具有电阻小、导电性好、电容密度大、耗电低,强度高、不掉渣、寿命长、热膨胀小等优点。
它具有以下的优异特性:①用作炭石墨制品的粘结剂,能显著改善产品质量,增加体积密度与机械强度;②铝用阳极糊。若用改质沥青代替中温沥青,不但能降低单耗,而且能改善侧插槽铝厂的环境卫生;③解决了中温沥青的夏季储运中因温度而引起的软化,从而造成对运输工具如车箱,船舱等的污染;④开发高、精、尖的炭石墨制品,提供较佳原料。
通常用于评价改质沥青的技术性能指标[11]如表1所示。212 沥青改质机理及生产工艺[12-13]
前已述及,煤焦油沥青中的主要组分有α组分、β组分、γ组分,也即α树脂、β树脂、γ树脂。
国内外目前生产改质沥青工艺主要有氧化法、热聚合法(包括管式炉法和釜式法)、真空闪蒸法等。
表1 改质沥青技术性能
指标名称一级二级
软化点/℃100～115100～120甲苯不溶物(TI)/%28～34≥26
喹啉不溶物(Q I)/%8～146～15
β树脂/%≥18≥16
结焦值/%≥54≥50
灰分/%≤013≤013
水分/%≤5≤5
氧化法原理:氧化法制取改质沥青是借助于空气中的氧气在一定温度(不低于250℃)下使沥青中低分子芳烃聚合,使分子量增大。
常压热聚合法原理:沥青在热聚合过程中,由于其中芳香族的碳氢化合物分子不断受热分解和脱氢,以及脱侧链(如烷基)引起缩聚,使得原料沥青中的β树脂的一部分转化为α树脂,增加了决定粘结剂粘结性的组分。总括起来分析,沥青经过热聚合过程,其内含组分是在向改善、提高粘结剂性能的方向转化;从改质机理来看,整个反应的过程是受芳香族化合物的聚合和热裂解程度控制着。
近几年,国内各厂均成功地生产了优质的改质沥青,其中大部分都是采用热聚合法。热聚合法又分为管式炉加热工艺和釜式加热工艺,国内各厂普遍采用釜式加热工艺,认为该工艺成熟,投资省,操作简单。
图2为两釜串联生产改质沥青工艺流程图
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图2 改质沥青工艺流程图
Figure2 Modified Pitch Fl ow Chart
改质沥青工艺又分为间歇聚合制造工艺和连续聚合制造工艺。
(1)间歇聚合生产改质沥青
中温煤焦油沥青分别装入聚合反应釜,以煤气为燃料在加热炉内燃烧,加热反应釜内的沥青。同时,用聚合釜内搅拌器进行搅拌,以保持釜内沥青受热均匀。聚合热反应在常压下进行,反应生产气体从釜顶逸出,经冷却后,分离出闪蒸油作为副产品(可作为优质炭黑生产原料)。待反应结束后将产品送往造粒装置,得到粒状固体改质沥青产品。
(2)连续聚合生产改质沥青
如图2所示,连续制造工艺必须由2～3台反应釜串联组成,每台反应釜根据设计要求和实际情况处在不同的操作温度下,但温度范围在370℃～400℃之间,操作压力还是常压。其它步
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骤与间歇反应类似。
213 存在的问题及改进措施[14-16]
国内生产改质沥青有单釜,2釜,3釜,4釜串联或2釜,3釜, 4釜并联工艺。通过各厂的生产实践及各厂的特殊情况发现,以上几种工艺均有采用,如:包头钢铁公司焦化厂在改质沥青项目建设中考察了2釜串联工艺和3釜串联工艺,最后决定采用4釜串联工艺流程;山西焦化股份有限公司采用两反应釜串联常压热聚合工艺;新余钢铁有限责任公司焦化厂选择2釜串联连续式生产方式;国内也有一些焦化厂如新疆八钢煤焦化分公司因成本原因受投资限制,而采用单釜流程生产改质沥青。虽然以上各种生产方式都已投产成功,但经过多年的生产实践发现,它们都普遍存在着一些问题:
(1)产品质量波动较大,不易控制,大部分只能达到二级品。
(2)沥青液下泵寿命短,原因是沥青温度高,轴易变形,轴套易磨损。
(3)釜间沥青流动不畅,管道堵塞严重,沥青软化点高,高温易结焦,低温易凝固,管道保温不好及液位差小是造成管道堵塞的原因。
改质沥青生产各有特点,能否正常生产完全取决于能否正确掌握设备和工艺特性。各厂经过多年的生产,不断总结经验,找到了改质沥青生产中常见事故的原因,并针对性地采取相应的方法,使改质沥青质量和安全生产得到了保障,大大降低了生产成本,延长了生产周期,使设备的生产能力达到设计要求。例如有些厂采用电保温自动调节管道温度,解决了管道保温不好的缺点,并减少蒸汽消耗,减少管线堵塞次数,增加效益。许多厂家目前都采用DS C系统集中控制,在很大程度上减少了事故的发生。另外,单釜流程生产的改质沥青中甲苯不溶物和喹啉不溶物均不稳定,软化点波动范围也较大。昆明长胜能源开发燃料油厂对煤焦油减压间歇单釜式改质沥青生产技术进行多年研究并成功应用,降低了操作温度,增大了蒸馏塔各馏分段回流比,简化了操作,延缓了釜内结焦现象,确保了产品质量稳定且符合标准要求。但对于处理量较大的,为防止物料在反应釜中停留时间过短,最好采用多釜连续生产方式。
3 结 语
煤焦油沥青有着广阔的前景[5],随着冶金工业的发展,电极粘结剂和沥青焦的使用大大增加,另外,目前我国对钢铁及铝产品结构有所调整,高功率及超高功率电极的需求日益增加,因此对改性沥青的需求也会增加。
现在对煤沥青的研究已成为国际性的课题,是现代煤化工中的一个重要研究领域。可以预见,随着煤沥青科学研究的不断深入,煤沥青的利用将进入一个崭新的阶段。
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第九章煤焦油沥青的加工 煤焦油沥青是煤焦油蒸馏提取馏分后的残渣，煤焦油沥青简称为沥青，沥青为多种有机物质的混合物，所以无固定的熔点，受热后软化继而熔化。按其软化点的高低可将沥青分为低温、中温、高温沥青。我国煤焦油沥青的质量指标如表9-1所示。 表9-1煤沥青的技术指标（GB/T2290—94） 注：1号沥青主要用于电极沥青。 沥青中的喹啉不溶物每月至少测定一次。 低温沥青也叫软沥青，用于建筑、铺路、炉衬黏结剂和电极炭素材料，也可用作制造炭黑的原料。中温沥青用于生产油毡、建筑物防水层、高级沥青漆、煤沥青延迟焦和改质沥青等。中温沥青还可用来制取针状焦和沥青炭纤维等新型炭素材料。也可通过回配蒽油制取软沥青。高温沥青可用来生产各种炭素材料的粘结剂和电极焦等。 第一节沥青的性质 一沥青的物理性质 沥青最重要的工艺性质包括密度、黏度、塑性、表面张力、润湿性。 1.密度： 沥青的密度随软化温度的提高而成线性增加，如图9-1。 图9-1 沥青密度与软化温度的关系 2.黏性 黏性是沥青的另一重要性质，黏性是指沥青材料在外力作用下，抵抗发生形变的性能指标。沥青的黏性由其性质和温度而定。表示沥青黏性的物理量是黏度。表示沥青黏度的单位有恩氏黏度E t、运动黏度v t（㎝2/s）之别。二者之间的关系是： 此外，还有动力黏度（Pa·s）。不同软化点的沥青黏度与加热温度的关系见图9-2。 图9-2 不同软化点的沥青黏度与加热温度的关系 3.塑性 沥青在外力作用下，产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状不变。这种可以承受由于外力所产生的应力，不致在变形情况下发生破坏的能力，称为塑性。 沥青的塑性小，并随着软化点的增高而减小。沥青的塑性用延伸度或伸长度表示，即在一定温度下，能够拉成细丝的长度。 4.表面张力 表面张力是表示液体表面状态特性的量，数量上等于形成单位面积时所消耗的功。沥青的表面张力和黏性、温度及化学组成有关。
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.doczj.com/doc/e22773816.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.doczj.com/doc/e22773816.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
TS0301-降低煤沥青粘度的改质处理 案例简要说明:依据国家职业标准和炭素加工技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。该案例体现了炭素生产工艺混捏工序、煤沥青的质量指标等知识点和岗位技能，与炭素加工技术专业沥青制备及应用课程煤沥青的改质处理单元的教学目标相对应。
降低煤沥青粘度的改质处理 1.背景介绍 煤沥青粘结剂在炭材料生产中的功能主要是提供塑性，混捏成型和焙烧形成粘结焦。因此混捏中煤沥青与炭质骨料的粘结性能是焙烧成品质量好坏的前提。在企业调研过程中，某炭素生产企业，主要产品如炭阳极、阴极炭块、石墨电极等，原料均为外购，其中包括作为粘结剂和浸渍剂的煤沥青，购买的煤沥青为软化点120℃的改质沥青。企业技术人员反映在炭素材料生产工艺混捏工序中煤沥青由于粘度过大，与炭质骨料之间的浸润性和结合力较弱，影响了制品的性能，故提出在结焦值降低幅度不大的前提下在较低的混捏温度下降低煤沥青体系的粘度。 2.主要内容 2.1煤沥青的用途和要求 沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的粘稠液体或者是固体，它是一种棕黑色有机胶凝状物质，包括天然沥青、石油沥青、煤焦油沥青等三种。煤沥青全称为煤焦油沥青（coal-tar pitch) ，是煤焦油蒸馏提出馏分（如轻油（<170℃）、酚油（170—210℃）、萘油（210—230℃）、洗油（230—300℃）、蒽油（300—360℃）等）后的残留物（residue) 。 （一）煤沥青的分类 煤沥青品种较多，普通煤沥青产品包括四种： 1.低温沥青（low temperature pitch)（软化点为30—75℃，又称软沥青soft pitch ）； 2.中温沥青（medium pitch) （软化点为75—95℃）； 3.高温沥青（high temperture pitch)（软化点为95—120℃，又称硬沥青hard pitch ）； 4.改质沥青（modified pitch)。目前，部分铝用炭素生产企业采用高温沥青
煤焦油深加工装置沥青系统的改造与运用 甄凡瑜 （山东济矿民生煤化有限公司山东济宁272211） 摘要我国现有煤焦油加工装置200多套，多采用蒸馏改质工艺生产中温沥青和改质沥青。由于沥青软化点高、易凝固，二段蒸发器、沥青换热器、沥青高位槽等沥青系统如果设计不合理，使用不当，在生产过程中很容易出现沥青凝固、堵塞管道和设备的现象。通过优化设计并对原有装置沥青系统进行改造，沥青系统堵塞现象大大减少，不仅生产更加稳定，沥青换热器换热效果也非常明显，降低了能耗，减少了环境污染。关键词煤焦油加工，沥青，堵塞，改造，效果，稳定生产 Design and Application of Pitch Systerm in Coal Tar Further Processing Unit Zhen Fanyu (Shandong Jikuang Minsheng Coal-chemical Co., Ltd., Jining Shandong 272211, China) Abstracts There are 200 sets more of coal tar processing units now existing in China, among which, most of them is to produce medium temperature pitch and the modified pitch by adopting distillation with the modified pitch production unit. The problems like pipe and equipment block due to high pitch solidification will occur if the pitch flash column, pitch heat exchanger and pitch holder are not designed, and or operated properly. Achievements like stable production, less coking, high heating exchange efficiency of pitch heat exchanger and less environmental pollution and lower energy consumption have been obtained after the improvements being down to the previous process system. Key words coal tar processing, pitch, block, improvement, effective, stable production 煤焦油加工生产过程中有55%的沥青产品，（即使直接生产炭黑油，也有25%的沥青产品），由于沥青软化点高（一般70-120 ℃)、易凝固，在生产过程中经常出现沥青凝固堵塞管道设备的情况，造成短时间停车或降低生产负荷，严重时会造成长时间停车，影响生产。因此，沥青系统设计的合理与否，直接影响到生产能否连续稳定运行。另外，沥青从二段蒸发器出来温度在360 ℃以上，如果热量不能回收，不仅造成生产能耗高，而且会因为沥青温度高而污染环境［1］。本文针对上述煤焦油生产中沥青系统存在的问题进行原因分析，并对兖矿科蓝煤焦化有限公司的技改措施进行了介绍，为相关企业进行煤焦油深加工沥青系统的改造提供了借鉴。 1 部分焦油加工生产装置沥青系统存在的问题 煤焦油加工生产过程中，沥青系统主要包括二段蒸发器沥青的采出、沥青与无
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
煤焦油加工工艺 煤焦油是煤在干馏过程中得到的液态产物。根据干馏温度的不同，可以将煤焦油分成以下几类： 低温焦油，干馏温度在450~600℃ 中温焦油，干馏温度在700~900℃ 高温焦油，干馏温度在1000℃ 炼焦过程中产生的焦油称为高温焦油。目前，我国煤焦油产量已达1300万吨，占世界总产量70％以上。高温煤焦油是一种主要由芳烃组成的复杂混合物，大约含有1万多种化合物，目前已查明的约500种，可提取的约200种，其中有许多产品是石油化工难以得到的。发展煤焦深油加工不仅可提高资源利用率和经济效益，还有利于环境保护。 煤焦油各馏分产率及切取温度范围 1.煤焦油的初步蒸馏 贮存及质量均和 有本厂生产的粗焦油及外厂来油均送入焦油油库，进行质量均和、初步脱水及脱渣。焦油油库通常至少设三个贮槽，一个接收焦油，一个静置脱水，一个向管式炉送油，三槽轮换使用，焦油贮槽为钢板焊制的立式柜。 焦油脱水 焦油含水量多，会使焦油蒸馏系统的压力显着提高，能耗增加，设备的生产能力降低，而且伴随水分带入的腐蚀性介质，还会引起设备和管道的腐蚀。 焦油脱水可分为初步脱水和最终脱水。 焦油的初步脱水是在焦油贮槽内加热静置脱水，焦油温度维持在70~80℃，静置36h以上，水和焦油因密度不同而分离。静置脱水可使焦油中水分初步脱至2%~3%。 目前广泛采用的焦油最终脱水方法是在管式炉的对流段及一次蒸发器内进行。当焦油在管式炉对流段被加热到120~130℃，然后在—次蒸发器内闪蒸脱水，使油水分可脱至％以下。
焦油脱盐 焦油中所含的挥发性铵盐在最终脱水阶段即被除去，而绝大部分的固定铵盐仍留在脱水焦油中，固定铵盐中氯化铵占80%，其余为硫酸铵、硫氰化铵、亚硫酸铵及硫代硫酸铵等。当加热到220~250℃时，固定铵盐分解为氨和游离酸。 产生的酸存在于焦油中，会严重腐蚀管道和设备，因此焦油在送入管式炉加热前，必须脱盐。 焦油脱盐是在焦油进入管式炉最终脱水前加入碳酸钠溶液，使固定铵盐转化为稳定的钠盐。 2.焦油蒸馏工艺 根据生产规模的不同，可采用间歇式或连续式焦油蒸馏装置。后者分离效果好，各种馏分产率高，酚和萘可高度集中在一定的馏分中，故生产规模较大的焦油车间均采用管式炉连续式装置进行焦油蒸馏。 焦油蒸馏的目的是将焦油中沸点接近的化合物集中到相应的馏分中，以便进一步加工分离出单体产品。 3.焦油蒸馏的主要设备 管式加热炉：主要由燃烧室、对流式和烟囱组成。 一段蒸发器：一段蒸发器快速蒸出煤焦油中所含水分和部分轻油的蒸馏设备。 二段蒸发器：二段蒸发器是将400~410℃的过热无水焦油闪蒸并使其馏分与沥青分离的蒸馏设备。 在两塔式流程中所用的二段蒸发器不带精馏段，构造比较简单。在一塔式流程中用的二段蒸发器带有精馏段。 馏分塔：馏分塔是焦油蒸馏工艺中切取各种馏分的设备，可分为精馏段和提馏段，内设塔板。 4.煤焦油馏分的加工 轻油馏分的加工 轻油是煤焦油蒸馏切取的馏程为170℃前的馏出物，产率为无水焦油的%~%。常规的焦油连续蒸馏工艺，轻油馏分来源有两处，一是一段蒸发器焦油脱水的同时得到的轻油馏分，简称一段轻油；二是馏分塔顶得到的轻油馏分，简称二段轻油。 轻油馏分一般并入吸苯后的洗油，或并入粗苯中进一步加工，分离出来苯类产品、溶剂油及古马隆等。 焦油馏分中酚类化合物的提取与精制 酚类化合物是煤热分解的产物，其组成和产量与煤料所含的总氧量、配煤质量及炼焦温度有关，一般高温炼焦酚类化合物的含量约占焦油的1%~%。酚类化合物
第30卷 第2期2007年4月 煤炭转化 COA L CON V ERSION V ol.30 N o.2A pr.2007 *国家自然科学基金资助项目(50472081)和江西省自然科学基金资助项目.1)讲师;2)教授;3)副教授,九江学院,332009 江西九江;4)教授、博士生导师,西北工业大学材料科学与工程学院,710072 西安收稿日期:2006 12 22;修回日期:2007 01 13 炭材料用改性煤沥青的结构及性能研究 * 宋士华1) 马明亮2) 魏健宁3) 李世斌3) 李铁虎4) 摘 要 进行了对甲基苯甲醛(4 MB)改性煤沥青(CTP)的中间相微观结构研究.采用偏光显微镜研究4 MB 改性煤沥青的光学结构;采用扫描电镜(SEM )观察改性后煤沥青的形貌.研究结果表明,改性煤沥青的光学组织结构显著改善,随交联剂4 M B 用量的不同,可得到超镶嵌(SM )、广域(D)和小域(SD)三种光学结构;改性后煤沥青出现纤维结构,煤沥青的残碳率显著提高.因此,改性后的煤沥青有望作为优质的炭材料基体前驱体. 关键词 4 M B,煤沥青,改性,中间相,微观结构 中图分类号 T Q522 65 0 引 言 炭/炭复合材料(以下简称C/C)是新材料领域中重点研究和开发的一种新型超高温材料,它不仅具有炭石墨材料的固有性能,还兼有炭纤维复合材料的良好性能,具有比重轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好和摩擦性好等一系列优异性能,已经在汽车工业、医疗卫生、体育、渔业、航天航空等多种领域广泛应用,其中在航天航空领域尤为重要.但是,C/C 制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高和产品性能稳定性差,大大限制了其进一步发展.因此,研究低成本、高性能的C/C 已受到世界各国的普遍关注. 由于煤沥青具有资源丰富、价格低廉和含碳量高等优点,常被用来作为C/C 用基体前驱体,这就要求煤沥青不仅要有良好的工艺性,而且要有优良的耐热性,同时残碳的各向异性也是追求的目标.李铁虎等曾用三聚甲醛改性煤沥青.本文采用对甲基苯甲醛改性煤沥青,既大大提高了沥青的残碳率,又有望生成易石墨化碳. 1 实验部分 1.1 原料 煤沥青:工业品,武钢焦化厂生产,其性能指标见表1;4 M B:化学纯,西安化学试剂厂生产;对甲苯磺酸:分析纯,中国五联化工厂生产.表1 煤沥青的性能指标T able 1 Pro per ties of coa l tar pitch M C/H SP/ BI/%QI/% /(g cm -3) 470 1.56 82.0 12.16 9.56 1.30 Note: M !!!Average m olecu lar w eight;SP !!!S oftening point. 1.2 对甲基苯甲醛改性煤沥青 将中温煤沥青粉碎至0 1m m 以下,然后与对甲苯磺酸按一定比例混合装入三口烧瓶,100 之前自由升温,从升温开始通入Ar,流量为50mL/min,100 之后以5 /m in 的速度升温至指定温度,开始滴加4 MB 等,并在指定温度下反应1h~6h,取出后快速冷却,即为改性沥青.1.3 改性煤沥青的热解 把改性后的煤沥青分别放入直径25m m,长200m m 的石英管中,盐浴,通氮气保护,分别以2 /min 的速率升温至预定温度(200 ,250 ,300 ,350 ,400 ,450 ,500 ),冷却后取样.1.4 性能测试 光学结构分析.仪器型号:OLYPUM S -B061型光学显微镜.热解产物用硫磺包埋后,经磨片、抛光后制得样片. 扫描电镜分析(SEM ).仪器型号:AMRY 公司AM RY-1000B 型扫描电镜. 热重分析(TGA ).仪器型号:PERKIN EL M ER 型热解重量分析仪.在N 2的保护下分析改性
第2期 山西焦煤科技 N o.2 2007年2月 Shanx i Cok i n g Coa l Science&Techno logy Feb.2007 专题综述 煤沥青的性质及应用 常宏宏 魏文珑 王志忠 杨怀旺 姚润生 (太原理工大学化学化工学院)(临汾同世达实业有限公司)(山西金尧焦化有限公司) 摘 要 阐述了煤沥青的性质、组成和种类,介绍了煤沥青在黏结剂、浸渍剂、碳纤维、涂料及燃料油等方面的应用。 关键词 煤沥青;黏结剂;浸渍剂;碳纤维 1 煤沥青的性质与组成 1.1 煤沥青的性质 煤沥青全称为煤焦油沥青(coa l-tar p itch),是煤焦油蒸馏提取馏分(如轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油等)后的残留物,煤焦油是生产炼铁用冶金焦或生产民用煤气时,作为煤高温干馏的副产物得到的。煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,随蒸馏条件的不同,其产率一般为50%~60%。煤沥青具有稳定的性能,在炼钢、炼铝、耐火材料、炭素工业、筑路及建材等行业日益得到广泛的应用。 煤沥青常温下为黑色固体,无固定的熔点,呈玻璃相,受热后软化继而熔化,密度为1.25~1.35 g/c m3。煤沥青的组成极为复杂,已查明的化合物有70余种,大多数为三环以上的多环芳烃,还含有O、N、S等元素的杂环化合物和少量直径很小的炭粒。煤沥青的分子量在170~2000之间,其C/H原子比约为1.7~1.8,元素组成为C占92%~93%,H占3.5%~4.5%,其余为O、N、S。煤沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关,又受焦化工艺、煤焦油质量和煤焦油蒸馏条件的影响[1]。 目前,煤沥青资源的加工利用水平和效益对整个煤焦油加工来说至关重要。国内许多煤焦油加工企业,沥青基本不再加工,其价格常低于原料焦油,造成煤焦油加工企业效益不佳甚至于亏损,可见如何对煤沥青进行必要的深加工,提高产品的附加值是煤焦油加工的一个重要问题[2]。1.2 煤沥青的组成[3] 煤沥青是以芳香族为主的结构复杂的高分子化合物混合体,其分子量范围广,常含有不溶于溶剂的碳质成分。根据使用的溶剂种类不同,可将煤沥青分为苯可溶组分(BS)- 树脂、喹啉不溶物(Q I)- 树脂以及甲苯不溶喹啉可溶组分- 树脂。苯可溶组分(BS)相当于沥青中的石油质( 组分)和沥青质( 组分),石油质( 组分)是含有4~6个苯环的芳香族缩聚物,其C/H原子比约为0.68,经轻度加热一段时间后,可以聚合为沥青质,析焦量增大,在沥青中起溶剂作用,其浸渍性强、黏结性极弱,能改善混合条件,适当降低沥青的软化点。沥青质( 组分)是含有7个以上苯环的芳香族缩聚物,其C/H原子比约为1.06,具有极强的黏结性和易石墨化性能,是沥青中起黏合作用的主要成分。而苯不溶物(BI)为 组分,人们常称为游离碳,是一种大分子量的缩聚苯环化合物,C/H原子比约为1.53,对碳没有黏结性与浸润性,因此沥青中苯不溶物含量不宜太高,否则会降低沥青的黏合性,使制品在焙烧时体积胀大。但适量的B I组分有利于促进 、 组分一起焦化,生成强固、致密的黏合焦的作用,它依据实验的溶剂喹啉又可分为喹啉不溶物(Q I)- 树脂和苯不溶、喹啉可溶物- 树脂。喹啉不溶物(Q I)- 树脂是一种悬浮在沥青中的过度相物质,通常可细分为原生Q I、次生Q I、灰分、Q I取代物、焦炭和煤粉。原生Q I是在煤焦炉焦化裂解反应时在焦油中产生的;次生Q I是在 作者简介:常宏宏 男 1977年出生 2004年毕业于太原理工大学 在职博士生 太原 030024
改质沥青项目申请报告 投资分析/实施方案
摘要说明— 改质沥青常温下为黑色固体，在一定的温度下凝固成很脆的具有贝壳状断口的固体，呈玻璃相；没有一定的熔点，在一定的熔点范围内熔化，凝固时没有热效应。改质沥青主要用作铝电解槽的预焙阳极块的粘结剂、制造高功率电极棒等。改质沥青由煤焦油沥青（简称煤沥青）改质，属于煤焦油深加工产品。煤焦油加工过程中，经过蒸馏去除液体馏分以后的残余物称之为煤沥青，一般为粘稠的液体、半固体或固体。未经改质的煤沥青软化点低、挥发份高、结焦值低，生产的电极制品比电阻大，抗氧化和热稳定性差，机械强度低，经过改质改善理化性质后方能满足电极生产的质量要求。由于改质沥青的生产是煤焦化产业的延伸，下游对接电解铝行业，改质沥青价格与产业链上煤炭、煤焦油价格以及电解铝行业的景气度关系密切。 该改质沥青项目计划总投资12391.24万元，其中：固定资产投资9650.21万元，占项目总投资的77.88%；流动资金2741.03万元，占项目总投资的22.12%。 达产年营业收入24838.00万元，总成本费用19010.83万元，税金及附加256.56万元，利润总额5827.17万元，利税总额6887.48万元，税后净利润4370.38万元，达产年纳税总额2517.10万元；达产年投资利润率
47.03%，投资利税率55.58%，投资回报率35.27%，全部投资回收期4.34年，提供就业职位417个。 报告内容：基本情况、建设背景及必要性分析、市场研究、建设规划方案、项目选址说明、项目工程设计说明、项目工艺分析、环境保护、安全管理、投资风险分析、节能情况分析、实施方案、项目投资计划方案、经济评价、项目评价结论等。 规划设计/投资分析/产业运营
煤焦油沥青深加工利用综述 引言 煤焦油沥青(又称煤沥青)是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,随蒸馏条件的不同,其产率一般为50 % ～60 %。由于具有稳定的性能,煤沥青在炼钢、炼铝、耐火材料、碳素工业及筑路、建材等行业日益得到广泛的应用。 我国目前潜在的煤沥青资源在200万t /a 左右,其加工利用水平和效益对整个煤焦油加工来说至关重要。国内许多煤焦油加工企业,沥青基本不再加工,其价格常低于原料焦油,造成煤焦油加工企业效益不佳甚至于亏损,可见如何对煤沥青进行必要的深加工,提高沥青产品的附加值是煤焦油加工中的一个重要问题。煤沥青的主要产品有沥青焦、针状焦、碳纤维、涂料、浸渍剂沥青、粘结剂沥青等。广泛用于普通电极、炼铝阳极糊的骨料,高、超高功率电极骨料等方 面。 1 国外煤焦油沥青加工应用概况 目前煤焦油沥青在国外的主要用途有: ( 1)生产各种碳素电极的粘结剂和浸渍剂,即电极沥青,这一部分数量最大; ( 2)针状焦和碳纤维等高技术产品,产量不大,但附加值很高; ( 3)防水防腐料和筑路材料。 2沥青改质生产炼铝工业及碳素工业所用的浸渍剂沥青、粘结剂沥青国内外目前生产改质沥青工艺主要有氧化法、热聚合法(包括管式炉法和釜式法)、真空闪蒸法等。国内鞍山焦化耐火材料设计研究院( ACRE)成功地开发了釜式热聚合法生产改质沥青的工艺。 2. 1 浸渍剂沥青 利用煤焦油沥青研制电极浸渍剂沥青的关键是降低喹啉不溶物( QI)含量。我国浸渍剂沥青尚无专门生产线,目前炼铝和碳素工业所用的浸渍剂大都是用焦化行业生产的煤焦油中温沥青。这种沥青的QI含量较高,一般在10 % 左右,使用时QI会在碳素制品孔隙入口处形成不渗透滤饼而降低沥青浸入率,影响浸渍效果。为此,日本专门研究了QI < 0.1 % 的电极浸渍沥青,并已投入工业化生产,国内有关碳素厂也迫切希望得到这种电极浸渍沥青;此外, 如果将煤沥青作为生产针状焦的原料使用,也要求将其中QI分离掉,因此这种
煤沥青的改性及其机理研究进展* 张文娟,李铁虎,赵廷凯,侯翠岭,党阿磊 (西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072) 摘要 煤沥青具有资源丰富、价格低廉等优点,但其残炭率低,可以通过改性来提高其残炭率。简要介绍了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并探讨了其机理。由于煤沥青组成复杂,并不能知道其确切的反应机理,只能根据测试结果提出其可能的改性机理。关键词 煤沥青 改性 机理 Research Advances in Modification of Coal Tar Pitch and Its Mechanism ZHAN G Wenjuan,LI T iehu,ZH AO Tingkai,HOU Cuiling,DANG Alei (Schoo l of M aterials Science and Engineering ,N o rthwester n P olytechnical U niver sity,Xi an 710072)Abstract Coal ta r pitch is abundant and cheap,but it s car bo n y ield is low.T he carbon y ield can be impr oved by modificat ion of coal tar pitch.T he pr epar atio n met ho d and the pro gr ess o f modificat ion of coal tar pitch in r ecent year s are summar ized.Further mo re,the mechanism of the modificatio n of co al tar pitch is discussed.A ltho ug h the exact mechanism o f modification can not be kno wn fo r its com plex co mpo sitio n,the po tential mechanism can be o b tained thro ug h the test r esults. Key words co al tar pitch,modificatio n,mechanism *西北工业大学研究生创业种子基金资助项目(Z2010008) 张文娟:女,1981年生,博士生,主要从事沥青改性及炭材料研究 T el:029 ******** E mail:zhangw j_312@https://www.doczj.com/doc/e22773816.html, 炭材料是指选用石墨或者无定型碳作为主要固体原料,辅以其他原料通过特定生产工艺而制得的无机非金属材料。现代炭材料品种繁多,其综合性能非常优异,被广泛应用在 冶金、机械、航空航天和半导体等工业领域[1] 。但由于炭材料制造工艺复杂、设备操作困难,导致周期长、成本高、产品的性能稳定性差,大大限制了其进一步发展。因此,研究低成本、高性能的炭材料,已受到世界各国的普遍关注。然而,研制综合性能优良的基体前驱体是研制低成本、高性能炭材料的关键所在[2]。煤沥青是一种组成与结构非常复杂的混合物,它的确切成分尚不清楚,但其基本组成单元是多环(三环以上)、稠环芳烃及其衍生物。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点[3] ,因此,煤沥青常用来作为炭材料用基体前驱体。但是,由于未经改性的煤沥青残炭率较低,炭化时产生较多的挥发 性组分,致使炭材料出现大量的孔隙[4] ,必然对炭材料的性能产生很大影响,使炭材料的密度下降、机械强度降低、电阻率增大、导电性变差、耐氧化能力降低。为了消除这些孔隙,获得一定密度要求的炭材料,需要经过多次浸渍/炭化工艺,势必耗费大量的时间、物力和财力。如果提高煤沥青的残炭率和高温流变等性能,则能减少浸渍/炭化次数,降低炭材料的制造成本。为此,有必要对煤沥青进行改性。 本文简要介绍了煤沥青的性质、组成及其种类,概述了改性煤沥青的制备方法及近几年来国内外改性煤沥青的发展状况,并对其机理进行了探讨。 1 煤沥青 1.1 煤沥青的性质 煤沥青,全称煤焦油沥青(Coal t ar pit ch,CT P),是煤焦油蒸馏提取馏分(如轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油等)后的残留物。煤焦油是生产炼铁用冶金焦或生产民用煤气时作为煤高温干馏的副产物得到的。煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品,随蒸馏条件的不同,其产率一般为50%~60%。煤沥青常温下为黑色固体,无固定的熔点,呈玻璃相,受热后软化继而熔化,密度为1.25~ 1.35g/cm 3。煤沥青具有稳定的性能,在炼钢、炼铝、耐火材料、炭素工业、筑路及建材等行业有着广泛的应用。 1.2 煤沥青的组成 煤沥青的组成极为复杂,是多种组成的共熔混合物。已查明的化合物有70余种,大多数为三环以上的多环芳烃,还含有O 、N 、S 等元素的杂环化合物和少量高分子炭素物质。这些化合物中,约1/2带有基团,有甲基、羰基、酚羟基、亚氨基、巯基和苯基等。沥青组成既与炼焦煤性质及其杂原子含量有关,又受到炼焦工艺制度和煤焦油蒸馏条件的影响[5]。与其它物质相比,煤沥青具有资源丰富、价格低廉、含碳量高、流动性好、易石墨化等优点,因此,煤沥青常常用来作为炭材料的基体前驱体。 鉴于煤沥青化学组成的复杂性,常用溶剂组分分析法来 表征它的特性[5] ,即将煤沥青分离为若干具有相似化学、物
煤焦油沥青GC-MS分析 【摘要】煤焦油沥青是一种成分极其复杂的混合物。煤焦油沥青用甲苯萃取后，借助于气相色谱质谱联用仪（GC-MS）可以测定其中的芳烃和杂环化合物，为提高煤焦油沥青附加值利用提供实验依据。 【关键词】煤焦油沥青（CTP）；甲苯；萃取；气相色谱质谱联用仪；芳烃 1.引言 气相色谱法（Gas Chromatography）是一种广泛应用非常广泛的分离手段，它是以惰性气体作为流动相的柱色谱法，其分离原理是基于样品中的组分在两相间分配上的差异。气相色谱法虽然可以将复杂混合物中的各个组分分离开，但其定性能力较差，通常只是利用组分的保留特性来定性，这在欲定性的组分完全未知或无法获得组分的标准样品时，对组分定性分析就十分困难了。随着质谱、红外光谱及核磁共振等定性分析手段的发展，目前主要采用在线的联用技术，即将色谱法与其它定性或结构分析手段直接联机，来解决色谱定性困难的问题。气相色谱-质谱联用（GC-MS）是最早实现商品化的色谱联用仪器，实验一次进样体积仅为0.2µL，可以节省不少原料，因此，小型台式GC-MS使用较为普遍。 2. GC/MS的使用原理 气相色谱（Gas Chromatography，GC）具有极强的分离能力；质谱（Mass spectrometry，MS）对未知化合物具有独特的鉴定能力，且灵敏度极高，因此GC-MS是分离和检测复杂化合物的最有力工具之一。 质量分析器是质谱仪的核心，它将离子源产生的离子按质荷比（m/z）的不同，在空间位置、时间的先后或轨道的稳定与否进行分离，以得到按质荷比大小顺序排列的质谱图。标准质谱图是在标准电离条件——70eV电子束轰击已知纯有机化合物得到的质谱图。在气相色谱-质谱联用仪中，进行组分定性的常用方法是标准谱库检索。即利用计算机将待分析组分（纯化合物）的质谱图与计算机内保存的已知化合物的标准质谱图按一定程序进行比较，将匹配度（相似度）最高的若干个化合物的名称、分子量、分子式、识别代号及匹配率等数据列出供用户参考。 3. GC/MS在煤焦油沥青成分分析中的应用 3.1实验试剂与仪器简介
改质沥青项目立项申请报告 一、项目建设背景 全面实施创新驱动发展核心战略，以科技创新为核心，推进产业创新、金融创新、制度创新、文化创新，大力培养和聚集创新创业人才，闯出一条更多依靠创新驱动发展的道路。 （一）全力抢抓区域发展战略机遇 加快实施创新驱动发展行动计划，强化企业创新主体地位，激发大众创业、万众创新活力，构建国际化高水平创新体系。 （二）打造面向全球的人才高地 深入实施人才强市战略，以服务创新驱动发展为核心，加快推进人才发展体制改革和政策创新，促进粤港澳人才深度合作，形成具有国际竞争力的人才制度优势，吸引集聚海内外优秀人才来珠海创新创业。 （三）以信息化建设开拓发展新空间 统筹建设智慧城市，打造综合平台，推进主题应用，成为智慧城市群的重要一极。坚持信息化先导发展，建设高速、移动、安全、泛
在的新一代信息基础设施。研究制定统一的技术标准，为智慧城市建设和跨进大数据时代做好充分准备。 影响改质沥青行业发展的有利因素与不利因素 1）有利因素 一是发展煤化工行业符合国家利益。中国原油对外依存度畸高，但是煤炭资源较为丰富。除改质沥青外，煤焦油还富含数百种组分，可提炼多种产品，其中多环烃化合物更是石油化工行业不能生产和替代的。因此，发展煤化工并替代部分石油化工产品，符合国家能源安全的需要。近年来，国家发布产业政策支持煤化工的发展，包括《现代煤化工产业创新发展布局方案》和《石化和化学工业发展规划（2016-2020年）》等，均肯定了煤化工行业战略地位，对于行业发展是长期利好。 二是下游新需求推动了行业的发展。改质沥青最传统、最重要的应用是制造预焙阳极块，近年来，我国在高附加值改质沥青产品的制造方面取得了重要进步。我国目前拥有国际领先的超高功率电极生产技术，也是世界上少数掌握针状焦生产技术的国家；这些高档碳材料可以用来制作锂电池负极，应用在新能源汽车中。另外，改质沥青企
隹 八、、 煤焦油是煤在干馏过程中得到的液态产物。根据干馏温度的不同，可以 将煤焦油分成以下几类： 低温焦油，干馏温度在 中温焦油，干馏温度在 高温焦油，干馏温度在 炼焦过程中产生的焦油称为高温焦油。目前，我国煤焦油产量已达1300 万吨，占世界总产量70%以上。高温煤焦油是一种主要由芳烃组成的复杂混 合物，大约含有1万多种化合物，目前已查明的约500种，可提取的约200 种，其中有许多产品是石油化工难以得到的。发展煤焦深油加工不仅可提高 资源利用率和经济效益，还有利于环境保护。 煤焦油各馏分产率及切取温度范围 1. 煤焦油的初步蒸馏 贮存及质量均和 有本厂生产的粗焦油及外厂来油均送入焦油油库，进行质量均和、初步 脱水及脱渣。焦油油库通常至少设三个贮槽，一个接收焦油，一个静置脱水, 一个向管式炉送油，三槽轮换使用，焦油贮槽为钢板焊制的立式柜。 焦油脱水 焦油含水量多，会使焦油蒸馏系统的压力显着提高，能耗增加，设备的 生产能力降低，而且伴随水分带入的腐蚀性介质，还会引起设备和管道的腐 蚀。 焦油脱水可分为初步脱水和最终脱水。 焦油的初步脱水是在焦油贮槽内加热静置脱水，焦油温度维持在 70~80C,静置36h 以上，水和焦油因密度不同而分离。静置脱水可使焦油中 水分初步脱至2%~3% 目前广泛采用的焦油最终脱水方法是在管式炉的对流段及一次蒸发器内 450~600C 700~900C 1000C
进行。当焦油在管式炉对流段被加热到 120~130C ，然后在一次蒸发器内闪 蒸脱水，使油水分可脱至％以下。 焦油脱盐 焦油中所含的挥发性铵盐在最终脱水阶段即被除去，而绝大部分的固定 铵盐仍留在脱水焦油中，固定铵盐中氯化铵占 80%，其余为硫酸铵、硫氰化 铵、亚硫酸铵及硫代硫酸铵等。当加热到 220~250C 时，固定铵盐分解为氨 和游离酸。 产生的酸存在于焦油中，会严重腐蚀管道和设备，因此焦油在送入管式 炉加热前，必须脱盐。 焦油脱盐是在焦油进入管式炉最终脱水前加入碳酸钠溶液，使固定铵盐 转化为稳定的钠盐。 2. 焦油蒸馏工艺 根据生产规模的不同，可采用间歇式或连续式焦油蒸馏装置。后者分离 效果好，各种馏分产率高，酚和萘可高度集中在一定的馏分中，故生产规模 较大的焦油车间均采用管式炉连续式装置进行焦油蒸馏。 焦油蒸馏的目的是将焦油中沸点接近的化合物集中到相应的馏分中，以 便进一步加工分离出单体产品 3. 焦油蒸馏的主要设备 管式加热炉： 一段蒸发器： 设备。 二段蒸发器： 分与沥青分离的蒸馏设备。 在两塔式流程中所用的二段蒸发器不带精馏段，构造比较简单。在一塔 式流程中用的二段蒸发器带有精馏段。 馏分塔：馏分塔是焦油蒸馏工艺中切取各种馏分的设备，可分为精馏段 和提馏段，内设塔板。 4. 煤焦油馏分的加工 轻油馏分的加工 轻油是煤焦油蒸馏切取的馏程为 170C 前的馏出物，产率为无水焦油 的%~%。常规的焦油连续蒸馏工艺， 轻油馏分来源有两处， 一是一段蒸发器焦 油脱水的同时得到的轻油馏分，简称一段轻油；二是馏分塔顶得到的轻油馏 分，简称二段轻油。 主要由燃烧室、对流式和烟囱组成。 一段蒸发器快速蒸出煤焦油中所含水分和部分轻油的蒸馏 二段蒸发器是将 400~410C 的过热无水焦油闪蒸并使其馏
改质沥青项目立项报告 投资分析/实施方案
报告说明— 该改质沥青项目计划总投资7515.31万元，其中：固定资产投资5516.72万元，占项目总投资的73.41%；流动资金1998.59万元，占项目总投资的26.59%。 达产年营业收入14678.00万元，总成本费用11306.21万元，税金及附加131.98万元，利润总额3371.79万元，利税总额3968.84万元，税后净利润2528.84万元，达产年纳税总额1440.00万元；达产年投资利润率44.87%，投资利税率52.81%，投资回报率33.65%，全部投资回收期4.47年，提供就业职位305个。 改质沥青常温下为黑色固体，在一定的温度下凝固成很脆的具有贝壳状断口的固体，呈玻璃相；没有一定的熔点，在一定的熔点范围内熔化，凝固时没有热效应。改质沥青主要用作铝电解槽的预焙阳极块的粘结剂、制造高功率电极棒等。改质沥青由煤焦油沥青（简称煤沥青）改质，属于煤焦油深加工产品。煤焦油加工过程中，经过蒸馏去除液体馏分以后的残余物称之为煤沥青，一般为粘稠的液体、半固体或固体。未经改质的煤沥青软化点低、挥发份高、结焦值低，生产的电极制品比电阻大，抗氧化和热稳定性差，机械强度低，经过改质改善理化性质后方能满足电极生产的质量要求。由于改质沥青的生产是煤焦化产业的延伸，下游对接电解铝行
业，改质沥青价格与产业链上煤炭、煤焦油价格以及电解铝行业的景气度关系密切。
第一章基本情况 一、项目概况 （一）项目名称及背景 改质沥青项目 （二）项目选址 xxx科技园 对各种设施用地进行统筹安排，提高土地综合利用效率，同时，采用先进的工艺技术和设备，达到“节约能源、节约土地资源”的目的。场址应靠近交通运输主干道，具备便利的交通条件，有利于原料和产成品的运输，同时，通讯便捷有利于及时反馈产品市场信息。 （三）项目用地规模 项目总用地面积19042.85平方米（折合约28.55亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数67.45%，建筑容积率1.60，建设区域绿化覆盖率6.95%，固定资产投资强度193.23万元/亩。 （五）土建工程指标