石油沥青对煤沥青碳化过程中间相及焦结构影响研究

发布时间：2021-12-31 03:10

　　中间相的数量与结构对有序焦的制备有直接的影响,研究石油沥青（Petroleum pitch,PP）和煤沥青（Coal tar pitch,CTP）混合比例及外在碳化条件对中间相形成的影响,探索其中的科学规律,以期制取数量多、形态好的中间相微球,从而得到有序性良好的半焦和焦,并最终为制备低热膨胀系数、高密度、良好的导电导热性能和较高的机械强度等综合性能的针状焦具有重要的意义。以CTP为原料生产的针状焦在高功率/超高功率石墨电极电弧炉炼钢领域和新能源方面的广泛应用,不仅可以显著降低能耗,有助于节能减排,而且对以煤炭为主的我国更加具有现实意义。我国是煤炭生产和消费的大国,在煤炭炼焦过程中可产生约为2-3wt.%的CTP。所以,探索PP与CTP混合后的沥青组成及性质,寻找改善中间相和半焦结构的新途径,对提高煤炭资源的利用率,增加煤炭附加值,延长煤炭产业链,促进煤化工可持续发展,优化煤炭产业结构具有重要意义。本论文以CTP和PP为原料,通过改变不同条件将PP与电场法除去喹啉不溶物的精制煤沥青（Refine coal tar pitch,RCTP）碳化,研究了混合比例、温度、压力、升温速率、保温时... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 煤沥青
        1.1.1 组成和分类
        1.1.2 应用
    1.2 石油沥青
        1.2.1 石油沥青的来源及组成
    1.3 中间相炭微球的研究
        1.3.1 中间相的发展历程
        1.3.2 中间相微球的形成机理
        1.3.3 中间相微球的制备
        1.3.4 中间相微球的分离和碳化
        1.3.5 中间相微球的应用
    1.4 针状焦的研究
        1.4.1 生产工艺
        1.4.2 原料对针状焦质量的影响
    1.5 研究背景及内容
第二章 实验部分
    2.1 原料及试剂
    2.2 主要设备仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 煤沥青的精制
        2.3.2 石油沥青的溴化
        2.3.3 改性沥青的制备
        2.3.4 碳化
        2.3.5 煅烧
    2.4 性能测试方法
    2.5 分析表征
        2.5.1 红外光谱分析
        2.5.2 热重分析
        2.5.3 元素分析
        2.5.4 氢核磁共振分析
        2.5.5 偏光显微技术分析
        2.5.6 X射线衍射分析
        2.5.7 扫描电镜分析
第三章 石油沥青对中间相的影响
    3.1 RCTP中添加PP对中间相的影响
    3.2 PP比例对中间相的影响
        3.2.1 不同混合比例中间相微球的粒径分析
        3.2.2 煅烧后中间相微球的SEM分析
    3.3 PP对中间相形成作用机理
    3.4 本章小结
第四章 碳化条件的选择
    4.1 碳化条件对中间相的影响
        4.1.1 机械振动对中间相的影响
        4.1.2 温度和保温时间对中间相的影响
    4.2 碳化条件对半焦的影响
        4.2.1 升温速率和保温时间对焦结构的影响
    4.3 本章小结
第五章 改性对半焦和针状焦结构及沥青性质的影响
    5.1 改性条件对半焦结构的影响
        5.1.1 简单混合对半焦结构的影响
        5.1.2 PP溴化反应时间对半焦结构的影响
        5.1.3 BC添加量对半焦结构的影响
        5.1.4 催化反应时间对半焦结构的影响
        5.1.5 BPP添加比例对半焦结构的影响
        5.1.6 半焦的XRD分析
        5.1.7 针状焦的SEM分析
    5.2 改性对沥青性质的影响
        5.2.1 基本性质分析
        5.2.2 元素分析
        5.2.3 FT-IR分析
        5.2.4 ~1H-NMR分析
        5.2.5 TG分析
        5.2.6 粘度分析
    5.3 反应机理
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录



本文编号：3559511