煤沥青及煤焦油改质沥青综述
沥青的加工与利用的综述
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,因此这种低QI改质沥青国内市场及出口前景看好。
关于煤沥青的名词解释
关于煤沥青的名词解释煤沥青，是一种黑色粘稠物质，由煤炭经过高温加热分离出来的可燃性液体。
它在化学成分上与石沥青有所不同，但具有类似的性质和应用。
煤沥青广泛用于道路建设、建筑防水、沥青混凝土生产等领域，对现代社会起着重要的作用。
一、煤沥青的来源与炼制过程煤沥青的来源主要是煤炭，煤炭是一种自然形成的可燃性矿石，由植物在地下经过长时间的生物化学作用形成。
而煤沥青作为一种煤炭产品，是通过炼焦煤等特定煤种的高温加热分离、蒸馏和冷凝而得到的。
煤炭经过高温加热之后，其中的挥发分和焦油开始分离出来，在冷凝器中逐渐凝结形成煤沥青。
煤沥青的性质与原先的煤炭有所不同，它具有高粘度、高温黏度和高软化点等特点。
二、煤沥青的性质与特点1. 粘性：煤沥青由于其高粘度的特点，能够与许多物质黏合在一起，形成稳定的混合物。
这使得煤沥青成为一种理想的粘结剂，在道路、建筑等领域发挥着不可替代的作用。
2. 耐水性：煤沥青具有较好的耐水性，可以长期抵抗水分的渗透和侵蚀。
这使得煤沥青成为一种常用的防水材料，在建筑工程中广泛应用于屋面、地下室、污水处理设施等的防水层。
3. 热稳定性：煤沥青在高温环境下表现出良好的稳定性，不易软化变形。
这使得煤沥青成为道路建设中理想的道路表面材料，能够承受车辆的负载和高强度的交通压力。
4. 可再生性：煤沥青是一种可再生资源，通过煤沥青的回收再利用，有助于减少对传统石油沥青的需求和开采压力，对环境保护具有积极的意义。
三、煤沥青的应用领域1. 道路建设：煤沥青作为一种常用的道路材料，应用于道路表面的沥青混凝土、沥青封层、路基加固等工程中。
煤沥青作为粘结剂能够有效地将沥青混凝土组成部分紧密粘结在一起，并且提供较好的抗冲击和耐磨损性能，使得道路具有较好的耐久性和平稳性。
2. 建筑防水：煤沥青由于其耐水性和粘结性能，在建筑工程中被广泛应用于防水层的施工。
在地下室、浴室、屋面等的防水层中，煤沥青能够有效地防止水分的渗透和侵蚀，保护建筑结构的稳定性和耐久性。
煤沥青的改质技术
煤沥青的改质技术（1）氧化、热聚法。
采用间歇式加热蒸馏釜，将中温沥青放入釜底部，然后通入压缩空气进行加热氧化。
氧化过程中裂解产生的芘、屈、萤蒽等物质，经过蒸馏柱，再经冷凝冷却器加以回收，蒸馏釜内的液体温度一般控制在340～350℃。
用此工艺能够提高沥青的软化点，即可制得“硬沥青”。
但很难获得质量好的、合格的电极沥青。
（2）加热聚合法。
采用间歇式加热釜，用煤气直接加热，将中温沥青加入釜中加热并保温一段时间，可在常压下也可在一定压力下操作。
但不通入空气进行氧化，目的是靠热聚合与蒸发蒸出低沸点物质来提高沥青的软化点，只能制得“硬沥青”，得不到质量好的改质沥青。
由于该工艺流程比较简单，目前国内普遍用于生产“阳极糊”的粘结剂。
（3）加压热聚处理法。
其工艺为：用泵将熔化了的中温沥青送入方箱式加热炉，加热至420～430℃，然后依次进入5个并联的容积为2m3的反应釜。
釜内保持1.0～1.2MPa、420～430℃，将热沥青保温4～6h，进行热聚合反应，然后用泵将沥青由釜底送往闪蒸塔，并用其他油类调整其软化点。
塔底改质沥青自流至中间槽，定期送入沥青冷却器或沥青高置槽再冷却成型。
反应器和闪蒸塔顶逸出的反应气体和油汽分别经冷凝冷却器冷凝出液体后，自流入闪蒸油槽，尾气经串联操作的洗涤塔两级洗涤后，送入加热炉。
（4）吕特格热聚合法。
该法以中温沥青为原料，先将普通的中温沥青连续地泵入反应釜，在搅拌条件下进行热聚合反应，形成“电极沥青”。
馏出的挥发物气体经冷凝冷却后排入储槽；电极沥青则连续地排入产品沥青槽。
尚未冷凝的气体，每吨中温沥青约为4m3/h、热值约为25000kJ/m3，可作为燃料使用。
电极沥青规格可通过改变加热温度与釜内的反应时间来加以调整。
电极沥青的软化点可通过添加调整油（一般为塔顶馏出物或一蒽油）加以变更。
获得的普通等级电极沥青的质量指标为：软化点（Hg法）80～90℃、BI为25%～35%、QI为6%～14%、β树脂大于19%、灰分0.3%。
煤沥青和石油沥青共混改性的研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期煤沥青和石油沥青共混改性的研究进展谭利鹏1，申峻1，2，王玉高1，刘刚1，徐青柏3（1 太原理工大学化工学院，山西 太原 030024；2 山西浙大新材料与化工研究院，山西 太原 030032；3 中国石化大连石油化工研究院，辽宁 大连 116045）摘要：煤焦油沥青（简称煤沥青）具有良好的路用性能，可以替代部分石油沥青，降低对外来沥青的依赖，提高煤沥青的资源化利用，但是煤沥青中存在大量毒性多环芳烃（PAHs ），限制了它的广泛应用。
本文介绍了煤沥青和石油沥青二者共混的改性方法，并对其进行了系统总结，通过对比现有改性沥青的研究，发现当前的改性手段主要以化学方法为主，改性效果最佳，得出改性过程的主要局限在于如何抑制煤沥青中PAHs 的毒性，减少对环境的危害；同时分析并阐释了共混改性沥青可能的物理和化学改性过程及作用机理，对下一步的研究方向和发展进行了展望，提出从物理增容剂的开发和化学催化剂的筛选来做进一步的研究，希望为国内外的沥青改性提供一定的借鉴参考。
关键词：煤沥青；多环芳烃；石油沥青；改性；共混中图分类号：TQ522.65 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）07-3749-11Research progress on blending modification of coal tar pitch andpetroleum asphaltTAN Lipeng 1，SHEN Jun 1，2，WANG Yugao 1，LIU Gang 1，XU Qingbai 3(1 College of Chemical Engineering and Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China;2Shanxi-Zheda Institute of Advanced Materials and Chemical Engineering,Taiyuan 030032, Shanxi, China; 3 Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, China Petroleum & Chemical Corporation, Dalian116045, Liaoning, China)Abstract: Coal tar pitch (CTP) has good road performance, which can be used to replace part of the petroleum asphalt to reduce the dependence on imported asphalt and improve the utilization rate of CTP. However, there are large amounts of toxic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in CTP, which limited its extensively usage. The blending modification methods of CTP and petroleum asphalt were introduced and systematically summarized in this paper. It was found that the current modification methods were mainly based on chemical modification, showing the best modification effect. The main limitation of the modification blending process was how to suppress the toxicity of PAHs in CTP and reduce the harm to the environment. At the same time, the possible physical and chemical modification processes and mechanism of blending and modification CPT and asphalt were analyzed and explained. Next research direction and development were prospected from development of physical capacitors and screening of chemical catalysts, hoping to provide some reference for the modification of asphalt at home and abroad.Keywords: coal tar pitch; polycyclic aromatic hydrocarbons; petroleum asphalt; modification; blending综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1597收稿日期：2022-08-30；修改稿日期：2022-11-01。
煤沥青知识总结
煤沥青知识总结
煤沥青是一种矿物质质地致密、颜色黑色或深棕色的沥青状物质，主要成分为碳、氢和少量的氮、硫、氧等元素。
它是煤炭在高温和压力下经过热解或氧化反应形成的产物。
以下是煤沥青的一些主要特点和用途：
1. 物理特性：煤沥青具有高粘度和粘合性，可被加热和溶解于石油沥青或有机溶剂中。
2. 用途：煤沥青广泛应用于建筑、道路、电缆、航空、石油化工等领域。
它可以作为沥青混凝土的黏结剂、防水材料、石油焦化的原料以及一些特殊化学工艺的催化剂。
3. 分类：根据煤沥青的起源、组成和特性，可以分为天然煤沥青和改性煤沥青。
天然煤沥青是指从天然煤炭中提取、经过加工而得到的沥青产品；改性煤沥青是指通过添加一些化学物质或改变沥青物性而得到的产品。
4. 提取方法：煤沥青一般通过煤沥青化工、浸渍法、萃取法等方法来提取和分离。
5. 环境影响：煤沥青的提取和应用过程可能会带来环境问题，如地表破坏、水体污染和空气污染。
因此，在使用煤沥青时需要考虑环境保护措施，尽量减少对环境的影响。
总体来说，煤沥青是一种重要的工业原料，具有广泛的应用前
景。
然而，也需要在开发和利用过程中注意环境问题，采取相应的措施以保护环境。
煤焦油沥青改质生产碳材料_郝建生
摘 要：介绍了煤焦油沥青的组成，阐述了煤焦油沥青在碳材料生产中的作用，分析了
煤焦油沥青改质的必要性，探讨了煤焦油沥青改质的方法。
关键词：煤焦油沥青；改性剂；碳材料
中图分类号：TB32
文献标识码：A
煤焦油是焦化厂高温炼焦时从煤气中冷凝所得的产品。焦 化工业的发展和冶金焦的大幅度增产提高了煤焦油的产量，根 据 国 家 统 计 局 公 布 的 2010 年 数 据［ 1］，我 国 煤 焦 油 年 产 量 约 为 1 000 万 t。煤焦油沥青（又称煤焦油沥青）是煤焦油初次蒸 馏时得到的深黑色釜底残渣，随着蒸馏条件的不同，其产率一 般为煤焦油的 50％～60％。目前，煤焦油沥青的主要用途［2］有两 类：一类是生产碳材料的黏结剂、浸渍剂，该部分数量较大，另 一类是针状焦和碳纤维等高科技产品的原料，产量小而附加值 很高。
11.
［5］ 朱亚杰. 世界能源技术转变即将到来 ［J］. 群言杂志，1991
（8）：38－41.
［6］ 卢良恕.当代世界农业科技趋势与重点［J］.新华文摘，1995
（1）：178.
（实习编辑：薛 艳）
──────────────── 第一作者简介：孙 毅，男，1936 年 10 月生，1960 年毕业于
表 1 热缩聚法和闪蒸法生产改质沥青比较表
质量指标
热缩聚法
闪蒸法
软化点/℃
改质沥青简介
改质沥青简介
煤焦油或普通煤沥青经深度加工所得的沥青。
理化性质
常温下为黑色脆性块状物，有光泽；略有臭味。
沸点：小于470℃，闪点：204.4℃，相对密度（水=1）：1.15~1.25。
本产品符合
YB/T5194-93改质沥青标准。
质量指标
指标名称指标（一级）
软化点（环球法），℃100-115
甲苯不溶物含量，% 28-34
喹啉不溶物含量，% 8-14
β-树脂含量，% ≥ 18
结焦值，% ≥ 54
灰分，% ≤ 0.3
水分，% ≤ 5
加工工艺
将脱水焦油在反应釜中加压到0.5～2Mpa，加热到320～370℃，保持5～20h，使焦油中有用组分，特别是重油组分，以及低沸点不稳定的杂环组分，在反应釜中经过聚合转变成沥青质，从而得到质量最好的改质沥青。
用途
改质沥青用于电解铝行业生产预焙阳极块，制造高功率电极棒，也可作为电极粘结剂。
客户
改质沥青主要下游客户大致分为两种：
1. 生产铝用阳极炭块的碳素厂家。
如江苏苏菱铝用阳极有限公
司、镇江碳素总厂等，以及各大铝厂自有的碳素生产车间。
2. 生产高功率电极厂家。
如中钢炭素、方大炭素、士达炭素等生
产高功率电极厂家。
煤沥青 建筑材料资料
1.25～1.28
烟多、黄色、臭味大、有毒 韧性差、较脆 浓黑色 难溶于煤油或汽油中呈棕黑色
温度稳定性 较好
大气稳定性 较高 防 水 性 抗腐蚀性 较好 差
较差
较低 较差（含酚，能溶于水） 强
• 煤沥青的化学组分
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％左右，是制取各种碳素材料不 可替代的原料。煤沥青可分离为：油分、软树脂、硬树脂 和游离碳等四个组分。油份又可以分离为中性油、酚、萘 和蒽。
第五节
煤沥青
什么是煤沥青？
• 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，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。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。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。
（3）气候稳定性较差
煤沥青的化学组成中含有较高含量的不饱和芳香烃， 气候稳定性较差。
（4）煤沥青含有对人体有害成分较多，不宜 用于城市道路和路面面层。
2.煤沥青的技术标准
煤沥青有粘度、蒸馏实验馏出量、含水 量、甲苯不容物含量、萘含量、焦油酸 含量等技术指标。道路有煤沥青代号T， 根据道路标准粘度分为九个标号，常用 标号T-7、T-8和T-9.道路用煤沥青的质量 应符合表2-20的规定 。