第一節(jié) 改質(zhì)瀝青的簡介

改質(zhì)瀝青是指煤焦油或普通煤瀝青經(jīng)深度加工所得的瀝青。常溫下為黑色固體，在一定的 溫度下凝固成很脆的具有貝殼狀斷口的固體，呈玻璃相；沒有一定的熔點(diǎn)，在一定的熔點(diǎn)范圍內(nèi)熔化，凝固時(shí)沒有熱效應(yīng)。瀝青組分極為復(fù)雜，大多數(shù)為三環(huán)以上的芳香族烴類，還有含氧、氮和硫等元素的雜環(huán)化合物和少量高分子炭素物質(zhì)。（可行性 研究 ）

第二節(jié) 改質(zhì)瀝青的加工工藝

熱聚法生產(chǎn)改質(zhì)瀝青是以中溫瀝青為原料，連續(xù)用泵送入帶有攪拌的反應(yīng)釜，經(jīng)過加熱反應(yīng)，析出小分子氣體，釜液即為電極瀝青。

重質(zhì)殘油改質(zhì)精制綜合流程法生產(chǎn)改質(zhì)瀝青，可以生產(chǎn)軟化點(diǎn)為80℃左右，β樹脂高達(dá)23%以上的任何等級改質(zhì)瀝青，產(chǎn)率比熱聚法高10%。

此法是將脫水焦油在反應(yīng)釜中加壓到0.5～2MPa，加熱到320～370℃，保持5～20h，使焦油中有用組分，特別是重油組分，以及低沸點(diǎn)不穩(wěn)定的雜環(huán)組分，在反應(yīng)釜中經(jīng)過聚合轉(zhuǎn)變成瀝青質(zhì)，從而得到質(zhì)量最好的改質(zhì)瀝青。

第三節(jié) 改質(zhì)瀝青的發(fā)展前景

改質(zhì)瀝青由于它具有一系列的優(yōu)異特性越來越受到人們的重視。世界各國炭-石墨制品所用粘結(jié)劑由改質(zhì)瀝青來替代中溫煤瀝青已達(dá)到普及的程度。在我國對改制煤瀝青的研制及其在炭-石墨制品的應(yīng)用也給予相當(dāng)?shù)闹匾?。?0年代中期就開始用改制煤瀝青替代中溫瀝青試制石墨電極、陽極糊等，并取得了較佳的效果。80年代，隨著貴陽鋁廠從日本引進(jìn)的8萬t電解鋁裝置，迫切需要改制煤瀝青作預(yù)焙陽極和陰極塊的粘結(jié)劑。青銅峽鋁廠也從日本引進(jìn)了需要改質(zhì)瀝青的鋁用碳素制品的生產(chǎn)裝置。改制煤瀝青的開發(fā)與應(yīng)用受到了人們的關(guān)注并取得了較快的發(fā)展，有關(guān)改質(zhì)瀝青的制造、性能、應(yīng)用等方面的國內(nèi)外報(bào)導(dǎo)也較多，更可喜的是在原冶金部的重視下制訂出了改質(zhì)瀝青的國家標(biāo)準(zhǔn)GB8730-88，這為進(jìn)一步促進(jìn)改性煤瀝青的生產(chǎn)和擴(kuò)大應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

另外，從文獻(xiàn)調(diào)查中獲悉，改質(zhì)瀝青在電炭 行業(yè) 中的應(yīng)用才起步，主要是開發(fā)高質(zhì)量的航空航天電機(jī)用電刷與鐵路牽引電機(jī)電刷，通過反復(fù)試驗(yàn)已取得了較為顯著的成績，一種新型的高質(zhì)量牽引電機(jī)用電刷D374A已問世，這就是采用改質(zhì)煤瀝青作為粘結(jié)劑而制得的?？梢灶A(yù)見到今后改質(zhì)瀝青在電炭 行業(yè) 中應(yīng)用也有廣闊的前景。

第四節(jié) 改質(zhì)瀝青的生產(chǎn)方法

目前，國內(nèi)外比較有代表性的改質(zhì)瀝青生產(chǎn)方法有：釜式連續(xù)加熱聚合法、焦油連續(xù)加熱聚合法、焦油連續(xù)加熱加壓聚合法、熱瀝青循環(huán)聚合法和真空閃蒸法等。國內(nèi)普遍采用釜式連續(xù)加熱聚合法。

1  釜式連續(xù)加熱聚合法

以中溫瀝青為原料，連續(xù)用泵送入帶有攪拌器的反應(yīng)釜，加熱至390～400℃，大分子間相互作用，小分子氣體析出，釜液即為改質(zhì)瀝青，其軟化點(diǎn)和性能指標(biāo)可通過改變加熱溫度和瀝青在釜內(nèi)的停留時(shí)間來控制。在具體操作過程中，有的通過釜中通入過熱蒸汽來進(jìn)行調(diào)質(zhì)，有的用釜中通入空氣進(jìn)行氧化進(jìn)行調(diào)質(zhì)。工藝流程有兩種：一種是間歇法，中溫瀝青在臥式釜中加熱到一定溫度和恒溫一定時(shí)間后放料，即為改質(zhì)瀝青；另一種是連續(xù)法，中溫瀝青連續(xù)不斷地從立式釜上部進(jìn)入第一釜，然后從第一釜下部流至第二釜上部（第二釜比第一釜低400mm)，最后瀝青從第二釜下部連續(xù)不斷地放出（有的廠家采用三釜串聯(lián)）。前一種方法的工藝簡單，不能大規(guī)模生產(chǎn)，由于是間歇式操作，質(zhì)量不易穩(wěn)定，放料也困難。后一種方法，工藝相對復(fù)雜一些，但指標(biāo)易于控制，中溫瀝青處理量可大幅提高，這種方法目前在我國被廣泛使用。

2  焦油連續(xù)加熱加壓聚合法

此法是將脫水焦油經(jīng)管式爐加熱至390～410℃后進(jìn)入反應(yīng)器，焦油在反應(yīng)器中加壓到0.5～1.0MPa，在380～400℃條件下保持5～10h, 使焦油中有用的組分，特別是重油組分以及低沸點(diǎn)不穩(wěn)定的雜環(huán)組分在反應(yīng)釜中聚合轉(zhuǎn)變成瀝青質(zhì)，從而得到質(zhì)量較好的改質(zhì)瀝青。此法可生產(chǎn)軟化點(diǎn)為85～105℃、β-樹脂高達(dá)23％以上任何等級的改質(zhì)瀝青，產(chǎn)率比熱聚合法高10%，在原西德等發(fā)達(dá)國家曾廣泛應(yīng)用。此法的優(yōu)點(diǎn)是工藝過程簡單，直接從焦油到改質(zhì)瀝青，降低了操作費(fèi)用。

3  焦油常壓連續(xù)加熱聚合法

此法是以無水焦油為原料，管式爐加熱至385～405℃后進(jìn)入聚合塔，閃蒸出的油氣進(jìn)入分餾塔，瀝青在聚合塔內(nèi)停留大約5～10h后連續(xù)地排出，即為改質(zhì)瀝青。此法的優(yōu)點(diǎn)是可直接生產(chǎn)80～115℃各種指標(biāo)的中溫瀝青、中溫改質(zhì)瀝青和高溫改質(zhì)瀝青，操作簡單、能耗較低。

4  熱瀝青循環(huán)聚合法

熱瀝青循環(huán)聚合法工藝流程。 80～90℃的中溫瀝青與β-樹脂反應(yīng)器來的370℃的熱瀝青混合后進(jìn)入1號管式爐，加熱到380℃后再進(jìn)入β-樹脂反應(yīng)器，瀝青在此進(jìn)行聚合，產(chǎn)生一些β-樹脂；一次聚合后的瀝青通過β-樹脂反應(yīng)器循環(huán)泵一部分進(jìn)入α-樹脂反應(yīng)器循環(huán)系統(tǒng)，與α-樹脂反應(yīng)器底部出來的瀝青混合后進(jìn)入2號管式爐，加熱到400℃后再進(jìn)入α-樹脂反應(yīng)器，瀝青在此進(jìn)行再聚合，生成α-樹脂。經(jīng)過聚合后的瀝青從閃蒸塔的中上部進(jìn)入閃蒸塔進(jìn)行閃蒸，閃蒸出的油氣與從閃蒸塔的中下部進(jìn)入閃蒸塔的兩反應(yīng)器頂部出來的油氣一起進(jìn)入分餾塔，分離出輕油餾分、三混油餾分、蒽油餾分。閃蒸出油氣后的瀝青即為改質(zhì)瀝青。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，改質(zhì)瀝青不含中間相，產(chǎn)品質(zhì)量較高，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

5  真空閃蒸法

真空閃蒸法的工藝流程。原料焦油經(jīng)管式加熱爐對流段加熱后進(jìn)入一段蒸發(fā)器進(jìn)行脫水，脫水后的無水焦油用二段泵抽送到管式爐輻射段加熱到395～ 400℃后進(jìn)入二段蒸發(fā)器，二段蒸發(fā)器頂逸出的油氣進(jìn)入餾分塔。二段蒸發(fā)器底部的370～375℃、軟化點(diǎn)82～88℃的中溫瀝青自流人絕對壓力為20kPa的真空閃蒸器進(jìn)行閃蒸。在此，瀝青中的輕質(zhì)餾分再次被蒸發(fā)。真空閃蒸器底出來的軟化點(diǎn)108～115℃的瀝青用瀝青泵抽送至瀝青高位槽，冷卻成型后即為改質(zhì)瀝青。

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