CN114106863A - 纺丝用中间相沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高品质中间相沥青生产技术领域，是一种纺丝用中间相沥青及其制备方法，前者原料包括乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，芳烃和三环及以上芳烃的百分含量分别为80%至90%和50%至70%，后者将蜡油馏分进行减压蒸馏得到富含芳烃的馏分油，然后进行第一次热聚合反应，得到中间产物，再进行第二次热聚合反应后得到纺丝用中间相沥青。本发明避免了复杂的原料处理、高压加氢工艺以及混掺供氢试剂等过程，具有工艺流程短、反应条件不苛刻、设备要求低等优势；同时由于原料中芳烃富集，分子组成均一，轻组分少，氢碳比高，具备杂原子、金属等灰分含量低的优点，原料的稳定性更高，得到的产品收率也更高、性能更好。

Description

纺丝用中间相沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及高品质中间相沥青生产技术领域，是一种纺丝用中间相沥青及其制备方法。

背景技术

中间相沥青是通过对原料沥青(煤沥青、石油沥青、萘沥青等)的热加工即热解、脱氢、环化、芳构化、缩聚等一系列化学反应后，逐步形成大分子量的多核稠环芳烃缩聚物。该加工工艺过程实际是将各向同性的原料变为各向异性产品。

中间相沥青是制备中间相沥青基碳纤维、中间相碳微球、针状焦、泡沫炭等高性能碳材料的前驱体，各向异性的液晶结构使得中间相沥青具备很高的耐热/导热性能、良好的化学稳定性以及更高的模量等；因此中间相沥青及其下游产品在航天航空、能源领域、军工产业等方面具备广阔的应用前景。

在中间相沥青下游的应用领域中，沥青基碳纤维无疑是技术难度最高的领域之一。要生产沥青基碳纤维对中间相沥青的含量、形态、软化点等均有指标要求，一般需要中间相沥青含量＞98%，而这又对生产中间相沥青的原料有了限制，必须是稠环芳烃含量较高的原料才可以制备出高中间相沥青含量的产品；一般需要中间相沥青形态为广域型，这对中间相沥青聚合工艺提出了要求；一般需要中间相沥青软化点在250℃至280℃之间，过高的软化点对纺丝工艺提出了更高的要求，更难以纺出均一稳定的碳纤维原丝，过低的软化点又对后续预氧化等工艺有较大影响。而软化点指标的要求，对中间相沥青聚合程度有一定要求。除此之外，纺丝用中间相沥青生产中的灰分、杂原子等也要处于较低水平，以免形成缺陷，影响纺丝产品的性能。

因此纺丝用中间相沥青制备技术对中间相沥青生产原料、生产工艺均有较高的指标要求。国内自20世纪80年代开始中间相沥青生产技术的研究，最初使用煤焦油、石油渣油等混合物料，近些年逐步将研究重心聚焦到原料筛选、精馏、分离等处理过程，以期望实现提高中间相沥青的含量、控制软化点的目的。由此开发出了纯萘聚合、催化油浆精馏后聚合、石油渣油混掺生物质聚合等原料调配方法以及加氢聚合、热聚合、催化聚合等多种聚合工艺。

目前，公开号为CN104152168A的中国专利文献，公开了一种以萘系化合物为原料制备出了高性能的沥青基碳纤维的方法。其以萘系化合物为原料，在HF/BF₃为催化剂的条件下制备出了纺丝用中间相沥青，而HF/BF₃催化剂具备强酸性，对设备腐蚀严重，对生产要求较高，生产成本高且安全性存在风险。因此，公开号为CN102899061A的中国专利文献，公开了一种采用精萘为原料，先制备出萘沥青后，再聚合制备中间相沥青的方法，但该专利的产品中容易残存催化剂，影响最终碳纤维性能。

除了萘系化合物之外，催化油浆、煤沥青等同样是国内使用较多的中间相沥青原料，而直接热缩聚工艺对聚合程度控制较差，产品的软化点较高，为了控制聚合程度国内开发了多种聚合工艺。

公开号为CN106544758A的中国专利文献，公开了一种以催化油浆为原料经高压加氢预处理及两步缩聚分级炭化得到中间相产品后，熔融纺丝制备高模量沥青基碳纤维。其以催化油浆为原料高压加氢预处理后经减压蒸馏分离出≥400℃馏分，通过加氢及减压蒸馏获取富集芳烃的优质原料，再以两步热聚合制备出纺丝用中间相沥青，但该工艺路线长，高压加氢设备要求高，导致产品生产成本高。

公开号为CN107189802A的中国专利文献，公开了一种以环烷基原油的催化裂化油浆中沸点在380℃至540℃之间的馏分作为原料，经过热缩聚-加氢改质-热缩聚复合工艺制备中间相沥青的方法生产制备出各向异性结构含量高(＞98％)、软化点低(230℃至250℃)、可纺性好的优质中间相沥青，其采用催化油浆减压蒸馏后，经过热处理制备出高软化点沥青，再加入供氢试剂在5.0MPa纺丝用中间相沥青及其制备方法条件下反应，该工艺反应压力高，反应条件苛刻，对设备要求高，存在安全风险。

公开号为CN110776943A的中国专利文献，公开了一种以高软化点石油沥青为原料，经净化与高沸点供氢试剂八氢菲在较低压力下共同反应后常压吹扫而制备可纺中间相沥青，其虽然进一步改进采用石油沥青抽提过滤后，获取高软化点沥青，再与八氢菲等供氢试剂混合反应，制备出纺丝用中间相沥青，但是该工艺采用的原料处理环节工艺复杂，流程较长，生产成本高。

发明内容

本发明提供了一种纺丝用中间相沥青及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决沥青生产中现有存在的原料处理工艺复杂、反应条件苛刻、聚合设备要求高和工艺流程长的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种纺丝用中间相沥青，原料包括乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，其中，蜡油馏分中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为80%至90%，三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为50%至70%，按照下述方法制备得到：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将中间产物降温降压冷却到10℃至25℃后，再升温加压到温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，富含芳烃的馏分油为减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油为360℃至460℃馏程的蜡油。

上述减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为85%至90%，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为55%至80%。

上述第一步中，减压蒸馏压力为1.0KPa至3.0KPa，温度为260℃至270℃。

上述第二步和第四步中，搅拌速率均为100rpm至400rpm。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种纺丝用中间相沥青的制备方法，按照下述方法进行：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将中间产物降温降压冷却到10℃至25℃后，再升温加压到温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，富含芳烃的馏分油为减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油为360℃至460℃馏程的蜡油。

上述减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为85%至90%，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为55%至80%。

上述第一步中，减压蒸馏压力为1.0KPa至3.0KPa，温度为260℃至270℃。

上述第二步和第四步中，搅拌速率均为100rpm至400rpm。

本发明纺丝用中间相沥青与现有技术相比，有益效果是：避免了复杂的原料处理工艺、高压加氢工艺以及混掺供氢试剂等过程，具有工艺流程短，反应条件不苛刻，设备要求低等优势。相比于催化油浆、煤焦油沥青等原料，本发明原料中芳烃富集，芳烃含量为80%至90%，分子组成均一，三环及以上芳烃含量50%至70%，轻组分少，仅有10%至40%，氢碳比在0.8至1.8之间；非芳烃类杂原子仅占1%至10%、金属等灰分含量接近0%，原料的稳定性更高，得到的产品收率在30%以上，性能更好。

附图说明

附图1为本发明实施例8得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图。

附图2为本发明实施例9得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图。

附图3为本发明实施例10得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图。

附图4为本发明实施例11得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图。

附图5为本发明对比例1得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图。

附图6为本发明对比例2得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图。

附图7为本发明对比例3得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图。

附图8为本发明对比例4得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图。

附图1至附图8中，偏光显微镜的放大倍数均为10 × 50。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：该纺丝用中间相沥青，原料包括乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，其中，蜡油馏分中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为80%至90%，三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为50%至70%，按照下述方法制备得到：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将中间产物降温降压冷却到10℃至25℃后，再升温加压到温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

本发明纺丝用中间相沥青是基于乙烯裂解焦油悬浮床加氢后的蜡油馏分开发的两段式聚合反应，可以实现纺丝用中间相沥青高效稳定生产。本发明的生产工艺中，通过对原料360℃至480℃馏程范围的蜡油，先进行第一次热聚合反应，再经过进一步冷却降压处理后，进行第二次热聚合反应，可得到纺丝用中间相沥青。

其中，本发明中原料乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，为申请号CN202011138359.7的中国专利文献中所涉及的蜡油组分，即在加氢产物进行常减压分离时，分离得到进行外送的360℃至480℃馏程的蜡油组分。

实施例2：作为上述实施例的优化，第一步中，富含芳烃的馏分油为减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油为360℃至460℃馏程的蜡油。

实施例3：作为上述实施例的优化，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为85%至90%，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为55%至80%。

实施例4：作为上述实施例的优化，第一步中，减压蒸馏压力为1.0KPa至3.0KPa，温度为260℃至270℃。

实施例5：作为上述实施例的优化，第二步和第四步中，搅拌速率均为100rpm至400rpm。

实施例6：该纺丝用中间相沥青的制备方法，按照下述方法进行：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将中间产物降温降压冷却到10℃至25℃后，再升温加压到温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

实施例7：该纺丝用中间相沥青的制备方法，按照下述方法进行：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油加入反应釜内，在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa、搅拌速率为100rpm至400rpm的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将反应釜内的中间产物温度降至室温、压力降至接近常压后，再在惰性气体保护下，将反应釜的温度升为360℃至480℃，压力升为0.1MPa至3.0MPa，搅拌速率为100rpm至400rpm，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，反应釜内的最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将反应釜内压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

实施例8：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜内，使用惰性气体氮气保压1.5MPa，逐渐升温至420℃，反应3h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；得到中间产物后将体系温度降至室温，压力降至接近常压；之后再在惰性气体氮气保护下，将釜内温度升至420℃，压力升至1.5MPa，反应6h，搅拌速率100r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第二次热聚合反应后，得到最终产物，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫最终产物，在1h内将最终产物体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，即得到纺丝用中间相沥青。

根据实施例8得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图如图1所示，图1可以看出本发明中间相形态呈广域型。

实施例8得到的纺丝用中间相沥青产品，产品产率为30%至35%，其中中间相含量＞98%。

实施例9：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜内，使用惰性气体氮气保压0.1MPa，逐渐升温至360℃，反应5h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；得到中间产物后将体系温度降至室温，压力降至接近常压；之后再在惰性气体氮气保护下，将釜内温度升至360℃，压力升至0.1MPa，反应5h，搅拌速率120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第二次热聚合反应后，得到最终产物，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫最终产物，在1h内将最终产物体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，即得到纺丝用中间相沥青。

根据实施例9得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图如图2所示，图2可以看出本发明中间相形态呈广域型。

实施例9得到的纺丝用中间相沥青产品，产品产率为30%至35%，其中中间相含量＞98% 。

实施例10：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜内，使用惰性气体氮气保压0.5MPa，逐渐升温至390℃，反应5h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；得到中间产物后将体系温度降至室温，压力降至接近常压；之后再在惰性气体氮气保护下，将釜内温度升至390℃，压力升至0.5MPa，反应5h，搅拌速率120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第二次热聚合反应后，得到最终产物，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫最终产物，在1h内将最终产物体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，即得到纺丝用中间相沥青。

根据实施例10得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图如图3所示，图3可以看出本发明中间相形态呈广域型。

实施例10得到的纺丝用中间相沥青产品，产品产率为30%至35%，其中中间相含量＞98%。

实施例11：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜内，使用惰性气体氮气保压2.5MPa，逐渐升温至480℃，反应5h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；得到中间产物后将体系温度降至室温，压力降至接近常压；之后再在惰性气体氮气保护下，将釜内温度升至480℃，压力升至0.5MPa，反应5h，搅拌速率120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行第二次热聚合反应后，得到最终产物，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫最终产物，在1h内将最终产物体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，即得到纺丝用中间相沥青。

根据实施例11得到的纺丝用中间相沥青的偏光显微镜（PC）图如图4所示，图4可以看出本发明中间相形态呈广域型。

实施例11得到的纺丝用中间相沥青，产品产率为30%至35%，其中中间相含量＞98%。

本发明中的原料均为克拉玛依市先能科创重油开发有限公司的乙烯裂解焦油经悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分。

对比例1：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜，使用惰性气体氮气保压0.5MPa，逐渐升温至420℃，反应9h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行热聚合反应，到达反应时间后，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫，在1h内将体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，得到沥青产品。

根据对比例1得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图如图5所示，图5中明显可见直径较大的中间相碳微球，并未融并成广域型中间相。

对比例1得到的沥青产品产率为30%至40%，其中中间相含量为20%至30%。

对比例2：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜，使用惰性气体氮气保压0.5MPa，逐渐升温至390℃，反应10h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行热聚合反应，到达反应时间后，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫，在1h内将体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，得到沥青产品。

根据对比例2得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图如图6所示，图6中明显可见多个中间相碳微球，大小不均一。

对比例2得到的沥青产品产率为45%至50%，其中中间相含量为15%至20%。

对比例3：取一定量馏程范围为350℃至400℃的催化油浆加入反应釜内，使用惰性气体氮气保压0.5MPa，逐渐升温至390℃，反应10h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行热聚合反应，到达反应时间后，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫，在1h内将体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，得到沥青产品。

其中，对比例3中的原料催化油浆是中石油克拉玛依石化有限责任公司产出的催化油浆。

根据对比例3得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图如图7所示，图7中明显可见未融并的直径较大的中间相碳微球。

对比例3得到的沥青产品产率为45%至50%，其中中间相含量为15%至20%。

对比例4：取一定量的乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，在1.0KPa、265℃减压蒸馏条件下制备出乙烯焦油-蜡油，将乙烯焦油-蜡油加入反应釜，使用惰性气体氮气保压0.5MPa，逐渐升温至480℃，反应10h，搅拌速率为120r/min，过程中体系压力最高不超过3.0MPa，进行热聚合反应，到达反应时间后，以10L/min吹扫流量，用氮气吹扫，在1h内将体系温度降至360℃左右，停止搅拌，持续吹扫冷却降温至室温，得到沥青产品。

根据对比例4得到的沥青产品的偏光显微镜（PC）图如图8所示，图8中明显可见多个中间相碳微球，大小不均一。

对比例4得到的沥青产品产率为30%至35%，其中中间相含量为25%至30%。

因此可知，对比例1至4得到的中间相沥青，虽然沥青产品产率较高，但是中间相含量较低，故最终中间相沥青收率不高。

因此，相对于对比例1至4得到的沥青产品，本发明实施例8至11得到的纺丝用中间相沥青呈广域型的中间相沥青，产品产率为30%至35%，中间相含量＞98%，与行业普遍认可的制备碳纤维的产品指标一致，市场价值高，产品性能好。

根据本发明实施例8至11得到的纺丝用中间相沥青，进行了可纺性实验，将其在330℃下单孔纺丝，纺丝结果如下表1所示。由表1可以看出，因为聚合时间及温度变化，实施例8至11得到的纺丝用中间相沥青的软化点均在240℃至290℃之间，本发明产出的纺丝用中间相沥青可纺性较好，连续纺丝长度可达900m至1000m，原丝直径15μm至17μm，适合用于中间相沥青基碳纤维生产。而将对比例1至4得到的沥青产品进行可纺性试验，因该沥青产品软化点波动较大，采用高于软化点30℃至60℃的纺丝温度以降低能耗、保证原料不进一步热聚合而发生变化。由表1可以看出，对比例1至4得到的沥青产品可纺性较差，连续纺丝长度短，市场价值较低。

综上所述，本发明避免了复杂的原料处理、高压加氢工艺以及混掺供氢试剂等过程，具有工艺流程短、反应条件不苛刻、设备要求低等优势；同时由于原料中芳烃富集，分子组成均一，轻组分少，氢碳比高，具备杂原子、金属等灰分含量低的优点，原料的稳定性更高，得到的产品收率更高、性能更好。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

表1

类别	软化点℃	纺丝温度℃	牵引速率m/min	连续纺丝时间min
					实施例8	270	330	300	30
实施例9	240	300	300	25
					实施例10	260	330	300	30
实施例11	290	330	300	30
					对比例1	230	260	300	6
对比例2	200	260	300	3
					对比例3	200	260	300	1
对比例4	300	330	300	1

Claims (10)

1.一种纺丝用中间相沥青，其特征在于原料包括乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分，其中，蜡油馏分中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为80%至90%，三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为50%至70%，按照下述方法制备得到：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将中间产物降温降压冷却到10℃至25℃后，再升温加压到温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

2.根据权利要求1所述的纺丝用中间相沥青，其特征在于第一步中，富含芳烃的馏分油为减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油为360℃至460℃馏程的蜡油。

3.根据权利要求2所述的纺丝用中间相沥青，其特征在于减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为85%至90%，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为55%至80%。

4.根据权利要求1或2或3所述的纺丝用中间相沥青，其特征在于第一步中，减压蒸馏压力为1.0KPa至3.0KPa，温度为260℃至270℃。

5.根据权利要求1或2或3所述的纺丝用中间相沥青，其特征在于第二步和第四步中，搅拌速率均为100rpm至400rpm。

6.一种纺丝用中间相沥青的制备方法，其特征在于按照下述方法进行：第一步，将乙烯裂解焦油悬浮床液相加氢产出的蜡油馏分在压力为-0.1MPa至0.1MPa、温度为250℃至280℃的条件下进行减压蒸馏，得到富含芳烃的馏分油；第二步，将富含芳烃的馏分油在惰性气体保护下，于温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌1h至6h，进行第一次热聚合反应，得到中间产物；第三步，将中间产物降温降压冷却到10℃至25℃后，再升温加压到温度为360℃至480℃、压力为0.1MPa至3.0MPa的条件下，搅拌2h至10h进行第二次热聚合反应后，得到最终产物；第四步，最终产物通过惰性气体吹扫降温至常温，并将压力卸至常压，得到纺丝用中间相沥青。

7.根据权利要求6所述的纺丝用中间相沥青的制备方法，其特征在于第一步中，富含芳烃的馏分油为减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油为360℃至460℃馏程的蜡油。

8.根据权利要求7所述的纺丝用中间相沥青的制备方法，其特征在于减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为85%至90%，减压蒸馏富集的乙烯焦油-蜡油中三环及以上芳烃质量占蜡油馏分总质量的百分含量为55%至80%。

9.根据权利要求6或7或8所述的纺丝用中间相沥青的制备方法，其特征在于第一步中，减压蒸馏压力为1.0KPa至3.0KPa，温度为260℃至270℃。

10.根据权利要求6或7或8所述的纺丝用中间相沥青的制备方法，其特征在于第二步和第四步中，搅拌速率均为100rpm至400rpm。

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