共炭化对热缩聚及炭化工艺过程的影响邹先忠(宝钢化工分公司技术中心,上海200942)摘要:采用煤沥青闪蒸油为原料,乙烯残油为添加剂,在实验室内进行热缩聚及炭化实验。结果表明:加入添加剂后,关键词:缩聚沥青的平均分子结构得到改善,从而显著改善了针状焦的显微组织结构,同时具有良好的脱氮效果。共炭化红外光谱煤沥青残油中图分类号:TQ522.65文献标识码:AInfluenceofCo-carbonizationonThermalPoly-condensationandCarbonizationProcessZouXianzhong(R&DCenterofChemicalBranchofBaosteel,Shanghai200942,China)Abstract:Thethermalpoly-condensationandcarbonizationtestofflashingoilasfeedstockandethyleneresidualoilasadditivewasconductedinthelaboratory.Thetestresultsshowthataftertheadditivewasadded,themeanmolecularstructureofthecondensedpitchwasimproved,thereforethemicrostructureofneedlecokewassubstantiallyimproved,atthesametimethegoodnitrogenremovaleffectalsowasKeywords:Co-carbonizationInfraredopticalspectrumCoalpitchResidualoil为添加剂,在实验室内进行热缩聚及炭化实验,研前言1究加入添加剂前后反应产物的性质、组成及结构差异,考察共炭化在工艺过程中的影响。针状焦是制造超高功率石墨电极的关键原料,已成为国内焦化行业研发及投资的热点。国内外大原料2量研究及生产经验表明:选用合适的原料,并采取适当的工艺对原料进行调制,最后通过液相炭化成煤沥青闪蒸油(Cfo)、经处理的扬子石化乙烯残油(PZL)和二者的混合油(Mix,75%Cfo+25%PZL)的性质见表1。Cfo和PZL的IR光谱见图1和图2,2种沥青在特征频率内的吸收峰大体相近,但也存在着差异:均在3050cm-1处显示出强烈的吸收峰(代表芳烃C-H吸收峰),表明2种原料沥青主要呈稠环芳烃结构;均在1600cm-1与1450cm-1处出现C=C伸焦是工业化生产针状焦的必经之路。共炭化现象首次被发现是在1979年,随后于1985年在研制优质针状焦的过程中,又提出了共炭化工艺,即向原料中添加或混合某些添加剂,以达到控制其炭化性能、提高针状焦质量的目的[1]。就针状焦各向异性的发展,Marsh及Mochida等人认为共炭化的作用机理为:由于添加剂的存在,改善了氢转移、烷基转移和连续分子间的反应等溶剂化反应,从而控制中间产物的反应,达到稳定自由基的反应活性,保持中间相的流动性和溶解性,为中间相热转化过程提供了外部条件[2]。本文采用煤沥青闪蒸油作为原料,乙烯残油作缩振动峰(代表芳烃CH面外弯曲振动),表明2种原料主要由六角稠环平面分子基本骨架构成;均在800~700cm-1的指纹区显示出吸收峰,反映出2种原料沥青芳烃分子均有取代基团;相对而言,PZL在该区域的吸收峰更多、更强一些,即其芳环收稿日期:作者简介:2006-11-17邹先忠(1968-),男,工程师706050%率405/2843过303021透420011220996210421570433170350030002500200015001000500波数/cm-17060508%3率4070/21432过308412透911202066161851002534170374000350030002500200015001000500波数/cm-1图1CfoIR光谱图10078041126333727%21/60915率76617过4021911695透979209593144120250394521874000350030002500200015001000500波数/cm-1图2PZLIR光谱图2007年3月第38卷第2期燃料与化工Fuel&ChemicalProcesses35表1原料性质馏程分布/%原料名称QI/%TI/%<360℃360~420℃>420℃初馏点/℃干点/℃CfoMixPZL0.080.060.0110.170.110.01840.757.483.9402611.419.316.64.7316222192470480450色谱组成/%原料名称艹萘苊氧芴芴菲蒽咔唑二甲基蒽荧蒽芘不明物屈CfoMixPZL0.104.6214.831.322.494.170.910.970.703.023.142.4126.3423.758.643.913.561.492.801.960.740.910.740.3810.918.922.028.405.55-2.521.87-38.8641.8462.44上取代较多。在2923cm-1附近(代表脂肪组CH2型元素分析仪测定C、H、N元素含量,O+S含量采用差减法得到。中C-H伸缩振动峰),PZL的吸收峰明显强于Cfo的吸收峰,表明PZL沥青分子中含有大量的CH2基团的脂环结构,并且其环状分子芳构化程度较低(峰强η3050/η2923=0.99),1.77。而Cfo的芳构化程度达到图3MixIR光谱图(2)IR采用日本SHIMADZU(岛津)FTIR8601PC傅立叶变换红外光谱仪,扫描范围400~1000c...