粘结剂沥青制备装置及方法与流程

本发明涉及粘结剂沥青制备装置及方法，属于粘结剂沥青制备领域。

背景技术：

1、沥青粘结剂是石墨电极生产的关键材料，由于焦油厂的原因，需要多座焦炉协同生产焦油，不同焦炉来源的焦油在组成、比重、qi、水和灰分等方面均有波动差别，对其应用和改质沥青生产会带来不利影响。

2、同时煤焦油中由于含有喹啉不溶物（qi），它们在沥青热转化生成中间相小球体时，会阻碍小球体的生长，不能形成石墨化结构。因此，在用煤焦油制备优质针状焦原料时，必须对煤焦油进行净化处理，分离出煤焦油中的喹啉不溶物。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供粘结剂沥青制备装置及方法，能够有效解决上述的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、包括以下步骤：

4、步骤1多种原始焦油混合进行均质形成焦油原料；

5、步骤2沉降处理：在重力沉降室中对焦油原料重力预沉降处理；

6、步骤3在预沉降处理后的焦油原料中添加有机溶剂，并测定焦油原料的粘度和密度；

7、步骤4高速离心分离：采用高速离心机将经步骤3处理后的煤焦油进行分离；

8、步骤5再加热处理：采用加热器将经步骤4处理后的焦油加热到100～180℃；

9、步骤6加剂混合：在经步骤5处理后的焦油混合罐中加入助剂；

10、步骤7过滤分离：采用过滤机进行分离，获得完全脱除喹啉不溶物的煤焦油;

11、步骤8焦油蒸馏：采用蒸馏塔将所述加工煤焦油蒸馏得到中温沥青；

12、步骤9沥青聚合：采用聚合反应器将所述中温沥青进行热聚反应得到聚合物组分；

13、步骤10将所述聚合物组分中的低分子组分蒸出得到粘结剂沥青。

14、进一步的：离心分离的焦油温度为 80℃，分离时间为 1min，离心转速分别为3000r/min、4 000r/min，依次递增至8000r/min。

15、进一步的：在步骤6中，进行搅拌混合30～90分钟，使原生喹啉不溶物相互碰撞聚结；所述助剂加入量占混合罐煤焦油进料质量的5～10％。

16、进一步的：所述的助剂包括金属氧化物sio2、al2o3、fe2o3、feo、mgo、cao；

17、进一步的：所述搅拌混合时，使煤焦油形成规则混流和无规则混流的交替，所述混流的流速为20～50米/秒。

18、进一步的：所述有机溶剂包括轻油、洗油及轻油、洗油组成的混合溶剂。

19、进一步的：

20、步骤8中热聚反应将原料装入聚合反应器中进行聚合反应，得到聚合沥青产品，作为浸渍剂沥青、粘结剂沥青或针状焦生产原料沥青使用；聚合反应参数如下：

21、聚合压力：2～4.0mpa；

22、聚合温度：400～480℃；

23、升温速率：8～10℃/min；

24、恒温时间：2～15小时；

25、搅拌速率：150～200转/min；

26、其中在聚合反应期间加入高分子聚合物聚二甲基硅氧烷；

27、成品质量参数：所得浸渍剂沥青喹啉不溶物含量不大于1％，结焦值不小于57％；所得针状焦原料沥青喹啉不溶物含量不大于0.2％。

28、本装置中还包括上述方法所采用的重力沉降室、高速离心机、加热器、焦油混合罐、过滤机、蒸馏塔、聚合反应器；

29、其中，焦油混合罐由搅拌罐1和设置在所述搅拌罐1中的搅拌器2构成；

30、所述搅拌器2包括搅拌轴3，所述搅拌轴3上设置有安装架4和安装盘5，所述安装架4和所述安装盘5之间设置有安装杆6，所述安装杆6一端固定在所述安装架4的端部、另一端固定在所述安装盘5的外围；

31、所述安装杆6上安装有若干搅拌叶7；

32、所述搅拌罐1罐体上设置有溢流环槽9，所述搅拌罐1罐体底部还设置有加料管10。

33、进一步的：所述搅拌叶7包括安装块71和设置在所述安装块71两端的倾斜叶片72，且其中一个向所述安装块71的前端面倾斜，另一个向所述安装块71的后端面倾斜。

34、进一步的：所述安装架4的数量为四个，所述安装架4包括水平杆41、设置在水平杆41上端的加强梁42、设置在所述加强梁42上端的加强杆43构成；所述加强杆43一端固定在所述搅拌轴3上。

35、进一步的：所述水平杆41上还设置有两个直径不同的环形管8，所述环形管下端设置有喷头。

36、有益效果为：

37、本方法中，采用重力预沉降可以帮助降低次生喹啉不溶物qi的含量，在聚合反应期间加入高分子聚合物聚二甲基硅氧烷，可以降低原生喹啉不溶物qi的含量，并且根据粘结剂沥青的制备过程，结合蒸馏、加热、混合搅拌等方式进一步推进制备过程，并降低总的喹啉不溶物qi的含量；

38、所得浸渍剂沥青喹啉不溶物含量不大于1％，结焦值不小于57％；所得针状焦原料沥青喹啉不溶物含量不大于0.2％；

39、同时本装置中的聚二甲基硅氧烷在聚合的时候可以消除芳香族的喹啉不溶物分子内张力，加快反应速率，节约能源消耗；

40、本装置改进焦油混合罐结构，可以非常方便的将剩余的喹啉不溶物从焦油中分离出来，同时本装置。

技术特征：

1.一种粘结剂沥青制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1多种原始焦油混合进行均质形成焦油原料； 步骤2沉降处理：在重力沉降室中对焦油原料重力预沉降处理； 步骤3在预沉降处理后的焦油原料中添加有机溶剂，并测定焦油原料的粘度和密度； 步骤4高速离心分离：采用高速离心机将经步骤3处理后的煤焦油进行分离；

2.根据权利要求1所述的粘结剂沥青制备方法，其特征在于：离心分离的焦油温度为80℃，分离时间为 1min，离心转速分别为 3000r/min、4 000r/min，依次递增至8 000r/min。

3.根据权利要求1所述的粘结剂沥青制备方法，其特征在于：在步骤6中，进行搅拌混合30～90分钟，使原生喹啉不溶物相互碰撞聚结；所述助剂加入量占混合罐煤焦油进料质量的5～10％。

4.根据权利要求3所述的粘结剂沥青制备方法，其特征在于：所述搅拌混合时，使煤焦油形成规则混流和无规则混流的交替，所述混流的流速为20～50米/秒。

5.根据权利要求1所述的粘结剂沥青制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括轻油、洗油及轻油、洗油组成的混合溶剂。

6.根据权利要求1所述的粘结剂沥青制备方法，其特征在于：

7.一种粘结剂沥青制备装置，其特征在于：包括上述权利要求1-6粘结剂沥青制备方法所采用的重力沉降室、高速离心机、加热器、焦油混合罐、过滤机、蒸馏塔、聚合反应器； 其中，焦油混合罐由搅拌罐（1）和设置在所述搅拌罐（1）中的搅拌器（2）构成； 所述搅拌器（2）包括搅拌轴（3），所述搅拌轴（3）上设置有安装架（4）和安装盘（5），所述安装架（4）和所述安装盘（5）之间设置有安装杆（6），所述安装杆（6）一端固定在所述安装架（4）的端部、另一端固定在所述安装盘（5）的外围； 所述安装杆（6）上安装有若干搅拌叶（7）； 所述搅拌罐（1）罐体上设置有溢流环槽（9），所述搅拌罐（1）罐体底部还设置有加料管（10）。

8.根据权利要求7所述的粘结剂沥青制备装置，其特征在于：所述搅拌叶（7）包括安装块（71）和设置在所述安装块（71）两端的倾斜叶片（72），且其中一个向所述安装块（71）的前端面倾斜，另一个向所述安装块（71）的后端面倾斜。

9.根据权利要求8所述的粘结剂沥青制备装置，其特征在于：所述安装架（4）的数量为四个，所述安装架（4）包括水平杆（41）、设置在水平杆（41）上端的加强梁（42）、设置在所述加强梁（42）上端的加强杆（43）构成；所述加强杆（43）一端固定在所述搅拌轴（3）上。

10.根据权利要求9所述的粘结剂沥青制备装置，其特征在于：所述水平杆（41）上还设置有两个直径不同的环形管（8），所述环形管下端设置有喷头。

技术总结本发明公开了一种粘结剂沥青制备装置及方法，属于粘结剂沥青制备领域；多种原始焦油混合进行均质形成焦油原料；经过沉降、有机溶剂混合、高速离心机离心、加热器加热、加入助剂催化、采用过滤机分离获得完全脱除喹啉不溶物的煤焦油，接着煤焦油蒸馏得到中温沥青；最后聚合反应器进行热聚反应得到聚合物组分。有益效果：本方法中，采用重力预沉降可以帮助降低次生喹啉不溶物QI的含量，在聚合反应期间加入高分子聚合物聚二甲基硅氧烷，可以降低原生喹啉不溶物QI的含量；所得浸渍剂沥青喹啉不溶物含量不大于1％，结焦值不小于57％；所得针状焦原料沥青喹啉不溶物含量不大于0.2％。技术研发人员：王占峰,卢笛,王志军,韩传功,张沛鑫,姜斐,张晓明,赵志伟受保护的技术使用者：河南首成科技新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/4