芳烃低聚物的精制方法、精制芳烃低聚物及其应用与流程

本发明涉及芳烃聚合物，具体涉及一种芳烃低聚物的精制方法，一种由该精制方法得到的精制芳烃低聚物及其应用。

背景技术：

1、相比于hf/bf3催化剂由于hf、bf3为有毒、强腐蚀性气体，限制使用hf/bf3催化剂制备低聚物工艺的进一步发展，固体路易斯酸在具备优异催化聚合性能的同时具备较高的使用安全性，受到了广泛关注。

2、cn201210432308.4公开了一种制备高纯中间相沥青的方法，该方法用体积浓度为0.2％的稀盐酸洗涤2-10次除去催化剂(即，alcl3)，得到萘沥青，但由于芳烃低聚物包覆的alcl3难以接触酸液，导致萘沥青中alcl3残留量较高。cn201910901067.5公开了一种制备纺丝级合成中间相沥青的方法，该方法以zrcl4为催化剂和精萘反应，得到的产物，再与5倍体积的溶剂吡啶进行混合，然后通过中速定性滤纸分离产物中液体和固体组分，蒸馏除去液体组分中的吡啶溶剂，得到不含催化剂的芳烃低聚物，但由于溶剂吡啶与alcl3形成络合物，导致吡啶与低聚物形成的溶液中仍然存在微量alcl3。cn201410402059.3公开了一种脱除芳烃齐聚物中alcl3的方法，该方法以萘、甲基萘等芳烃化合物为原料经过alcl3催化聚合制备得到低聚物，将低聚物溶解在甲苯中，再加入盐酸溶液酸洗，静置分层，除去下层含催化剂的盐酸溶液，再加入氢氧化钠溶液碱洗静置分层，除去下层碱溶液，再加入无离子水洗涤，在减压蒸馏脱除甲苯，制得优质的中间相沥青的前驱体，其灰分含量为150ppm，al元素含量最低为2.8ppm，但由于甲苯对芳烃低聚物的溶解能力有限，造成低聚物过滤后损失较大，收率偏低。

3、综上所述，尽管国内开展芳烃低聚物的学术研究较多，但是存在催化剂脱除不彻底、灰分含量高、洗涤次数较多等，所制备的芳烃低聚物仍不足以满足高性能碳材料的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种芳烃低聚物的精制方法，一种由该精制方法得到的精制芳烃低聚物及其应用，该方法能够有效脱除芳烃低聚物中催化剂和灰分，进而有效提高了精制芳烃低聚物的纯度；同时，该方法得到的精制芳烃低聚物满足高性能碳材料的需要。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种芳烃低聚物的精制方法，所述精制方法包括以下步骤：

3、(1)将含催化剂的芳烃低聚物和第一溶剂进行第一萃取，得到的第一萃取液进行第一蒸馏，得到粗芳烃低聚物；

4、(2)将所述粗芳烃低聚物和第二溶剂进行第二萃取，得到的第二萃取液进行第二蒸馏，得到精制芳烃低聚物；

5、其中，所述第一溶剂选自能够和所述芳烃低聚物中催化剂形成络合物的含氧有机物。

6、优选地，所述第一溶剂选自呋喃、糠醛和四氢呋喃中的至少一种。

7、优选地，所述第二溶剂选自芳香族化合物，优选选自苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。

8、本发明第二方面提供一种第一方面提供的精制方法得到的精制芳烃低聚物。

9、本发明第三方面提供一种第二方面提供的精制芳烃低聚物在碳材料中的应用。

10、相比现有技术，本发明具有以下优势：

11、(1)本发明提供的精制方法，通过使用两次萃取和两次蒸馏的技术手段，再结合特定的第一溶剂，有效除去芳烃低聚物中催化剂和灰分；尤其是在第二蒸馏之前，将所述第二萃取液依次进行酸洗、碱洗和水洗，在减少洗涤次数的同时，进一步有效脱除芳烃低聚物中催化剂和灰分，使得精制芳烃低聚物中催化剂含量≤200mg/kg；灰分含量≤200mg/kg，即，有效提高了精制芳烃低聚物的纯度；同时，该精制方法在保证精制芳烃低聚物具有高纯度的前提下，还有效提高了精制芳烃低聚物的收率；

12、(2)本发明提供的精制方法简化工艺流程，操作简单，便于工业化生产；

13、(3)将本发明提供的精制芳烃低聚物用于碳材料中，可有效提高碳材料的性能。

技术特征：

1.一种芳烃低聚物的精制方法，其特征在于，所述精制方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的精制方法，其中，所述芳烃低聚物中催化剂含量≥2wt％，优选为2-30wt％；粘度≥100mpa·s，优选为100-500mpa·s；灰分含量≥2wt％，优选为2-30wt％；

3.根据权利要求1或2所述的精制方法，其中，步骤(1)中，所述第一溶剂和芳烃低聚物的重量比为1-10：1，优选为2-6：1，更优选为2.5-5.5：1；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的精制方法，其中，步骤(1)中，所述粗芳烃低聚物的粘度＜100mpa·s，优选为50-90mpa·s；催化剂含量＜2wt％，优选为0.1-1wt％；第一溶剂含量≤5wt％，优选为0.1-3.5wt％；灰分含量＜2wt％，优选为0.1-1.5wt％；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的精制方法，其中，步骤(2)中，所述第二溶剂和粗芳烃低聚物的重量比为1-5：1，优选为1-2：1；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的精制方法，其中，步骤(2)中，所述第二萃取的条件包括：温度为15-40℃，优选为20-30℃；时间为0.1-10h，优选为0.5-2h；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的精制方法，其中，在所述第二蒸馏之前，将所述第二萃取液依次进行碱洗、酸洗和水洗；

8.根据权利要求7所述的精制方法，其中，所述碱液和第二萃取液的重量比为0.5-2：1，优选为0.8-1.5：1；优选地，所述碱洗的次数为1-8次，优选为1-3次；

9.权利要求1-8中任意一项所述的精制方法得到的精制芳烃低聚物；

10.权利要求9所述的精制芳烃低聚物在碳材料中的应用，优选在中间相沥青、包覆沥青、浸渍沥青、导电炭黑、氢燃料电池催化剂载体中的应用。

技术总结本发明涉及芳烃聚合物技术领域，具体涉及一种芳烃低聚物的精制方法，一种由该精制方法得到的精制芳烃低聚物及其应用。所述精制方法包括：(1)将含催化剂的芳烃低聚物和第一溶剂进行第一萃取，得到的第一萃取液进行第一蒸馏，得到粗芳烃低聚物；(2)将所述粗芳烃低聚物和第二溶剂进行第二萃取，得到的第二萃取液进行第二蒸馏，得到精制芳烃低聚物；其中，所述第一溶剂选自能够和所述芳烃低聚物中催化剂形成络合物的含氧有机物。该精制方法有效脱除芳烃低聚物中催化剂和灰分；同时，该方法简化工艺流程，便于工业化生产。技术研发人员：罗洋,李琦,施洋,王丽新,范曦,阎龙受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6