一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)催化合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氟化氫和三氟化硼具有高腐蝕性，需要采用耐腐蝕材料制造設(shè)備，且此兩種催化劑均是劇毒物品，人攝入1.5g氫氟酸可致立即死亡，三氟化硼LC501180mg/m3濃度可造成急性中毒甚至死亡，因此從安全的角度是非常不受歡迎的。
[0003]中間相瀝青可以通過(guò)煤瀝青、石油瀝青、重質(zhì)油等為原料經(jīng)熱縮聚反應(yīng)制得或以高純芳烴為原料經(jīng)催化合成制得。然煤瀝青和石油瀝青由于原料的原因難以做到高純度中間相瀝青的生產(chǎn)，而中國(guó)專(zhuān)利CN102899061A采用A1C13催化萘制備中間相瀝青，其催化劑A1C13由于難以完全脫除，導(dǎo)致高純化難以實(shí)現(xiàn)。
[0004]為得到高純度的中間相瀝青，不得不采用劇毒氟化氫和三氟化硼催化制備中間相瀝青，而現(xiàn)有的技術(shù)中，日本專(zhuān)利特開(kāi)平1-139621、特開(kāi)平1-254796，中國(guó)專(zhuān)利CN101525543A采用HF/BF3催化芳烴化合物，制備中間相瀝青，溫度高達(dá)200-400°C，壓力甚至達(dá)到幾十MPa，使得HF/BF3對(duì)設(shè)備腐蝕更加嚴(yán)重，且高腐蝕設(shè)備在高溫、高壓環(huán)境下運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的設(shè)備安全隱患。
[0005]呂春祥在1999年的《新型炭材料》中公布采用萘、無(wú)水氟化氫、三氟化硼乙醚按一定比例在反應(yīng)釜中低溫齊聚。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01210458285.4中公布采用兩段反應(yīng)器制備中間相瀝青。然此兩種方法均采用間隙式的生產(chǎn)方法，為保證工業(yè)化產(chǎn)量時(shí)，催化劑將以幾十甚至數(shù)百公斤的量存在于反應(yīng)容器內(nèi)，一旦發(fā)生泄漏，這些有毒的催化劑將在瞬間或短時(shí)間充滿整個(gè)操作車(chē)間，存在高度安全隱患，且反應(yīng)過(guò)程需要數(shù)小時(shí)以上才可完成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)在氟化氫和三氟化硼催化制備中間相瀝青前驅(qū)體時(shí)，傳質(zhì)與傳熱速率慢導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、過(guò)程不連續(xù)、安全性低的問(wèn)題，提供一種使催化劑與原料在微反應(yīng)空間內(nèi)快速完成物料的傳質(zhì)、傳熱，過(guò)程連續(xù)，安全性高的一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，其特點(diǎn)是:包括以下步驟:
[0009]I)將高純芳烴在80?120°C下熔融成液態(tài)，以10ml?500ml/min的流量通過(guò)泵連續(xù)打入容積為2000?5000ml的靜態(tài)混合器內(nèi)；再將氟化氫以20?10ml/min流量、三氟化硼以10?1000ml/min流量也泵入靜態(tài)混合器內(nèi)；
[0010]2)待打入的物料在靜態(tài)混合器內(nèi)混合充分后，依次連續(xù)進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)，再進(jìn)入容積為200?5000ml，反應(yīng)通道截面積為I?10mm2，溫度為80?120°C的微反應(yīng)器內(nèi)；
[0011]3)反應(yīng)物料進(jìn)入微反應(yīng)器反應(yīng)I?6分鐘后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物泵入120?180°C的閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行閃蒸。
[0012]4)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸、分離出氟化氫、三氟化硼和重質(zhì)油，得到中間相瀝青前驅(qū)體。
[0013]所述的高純芳烴是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一種或幾種的混合物。
[0014]所述微反應(yīng)器是一個(gè)或多個(gè)微反應(yīng)器串聯(lián)，微反應(yīng)器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0015]所述靜態(tài)混合器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:第一，中間相瀝青前驅(qū)體可連續(xù)生產(chǎn)，杜絕間隙式生產(chǎn)過(guò)程中不穩(wěn)定因素影響前驅(qū)體性能穩(wěn)定。第二，低溫、低壓、反應(yīng)快速。第三，顯著降低安全隱患等級(jí)，提高事故發(fā)生時(shí)的可控性。第三，使用本發(fā)明方法所得中間相瀝青前驅(qū)體收率為80?95%，Η/C比為0.8?0.86，重質(zhì)油收率5?20%，氟化氫和三氟化硼回收率98 %以上。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
[0018]本實(shí)施例一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)將高純芳烴在80°C下熔融成液態(tài)，以lOOml/min的流量通過(guò)泵連續(xù)打入容積為2000ml的靜態(tài)混合器內(nèi)；再將氟化氫以20ml/min流量、三氟化硼以10ml/min流量也泵入靜態(tài)混合器內(nèi)；
[0020]2)待打入的物料在靜態(tài)混合器內(nèi)混合充分后，依次連續(xù)進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)，再進(jìn)入容積為200ml，反應(yīng)通道截面積為1mm2，溫度為80 °C的微反應(yīng)器內(nèi)；
[0021]3)反應(yīng)物料進(jìn)入微反應(yīng)器反應(yīng)I分鐘后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物泵入120°C的閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行閃蒸。
[0022]4)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸、分離出氟化氫、三氟化硼和重質(zhì)油，得到中間相瀝青前驅(qū)體。
[0023]所述的高純芳烴是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一種或幾種的混合物。
[0024]所述微反應(yīng)器是一個(gè)或多個(gè)微反應(yīng)器串聯(lián)，微反應(yīng)器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0025]所述靜態(tài)混合器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0026]實(shí)施例2
[0027]本實(shí)施例一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，包括以下步驟:
[0028]I)將高純芳烴在120°C下熔融成液態(tài)，以500ml/min的流量通過(guò)泵連續(xù)打入容積為5000ml的靜態(tài)混合器內(nèi)；再將氟化氫以10ml/min流量、三氟化硼以1000ml/min流量也泵入靜態(tài)混合器內(nèi)；
[0029]2)待打入的物料在靜態(tài)混合器內(nèi)混合充分后，依次連續(xù)進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)，再進(jìn)入容積為5000ml，反應(yīng)通道截面積為10mm2，溫度為120°C的微反應(yīng)器內(nèi)；
[0030]3)反應(yīng)物料進(jìn)入微反應(yīng)器反應(yīng)6分鐘后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物泵入180°C的閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行閃蒸。
[0031]4)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸、分離出氟化氫、三氟化硼和重質(zhì)油，得到中間相瀝青前驅(qū)體。
[0032]所述的高純芳烴是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一種或幾種的混合物。
[0033]所述微反應(yīng)器是一個(gè)或多個(gè)微反應(yīng)器串聯(lián)，微反應(yīng)器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0034]所述靜態(tài)混合器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0035]實(shí)施例3
[0036]本實(shí)施例一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，其特點(diǎn)是:包括以下步驟:
[0037]I)將高純芳烴在100°C下熔融成液態(tài)，以300ml/min的流量通過(guò)泵連續(xù)打入容積為3000ml的靜態(tài)混合器內(nèi)；再將氟化氫以15ml/min流量、三氟化硼以800ml/min流量也泵入靜態(tài)混合器內(nèi)；
[0038]2)待打入的物料在靜態(tài)混合器內(nèi)混合充分后，依次連續(xù)進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)，再進(jìn)入容積為3000ml，反應(yīng)通道截面積為8mm2，溫度為100°C的微反應(yīng)器內(nèi)；
[0039]3)反應(yīng)物料進(jìn)入微反應(yīng)器反應(yīng)4分鐘后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物泵入140°C的閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行閃蒸。
[0040]4)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸、分離出氟化氫、三氟化硼和重質(zhì)油，得到中間相瀝青前驅(qū)體。
[0041]所述的高純芳烴是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一種或幾種的混合物。
[0042]所述微反應(yīng)器是一個(gè)或多個(gè)微反應(yīng)器串聯(lián)，微反應(yīng)器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
[0043]所述靜態(tài)混合器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，其特征是:包括以下步驟: 1)將高純芳烴在80?120°C下熔融成液態(tài)，以10ml?500ml/min的流量通過(guò)泵連續(xù)打入容積為2000?5000ml的靜態(tài)混合器內(nèi)；再將氟化氫以20?10ml/min流量、三氟化硼以10?lOOOml/min流量也泵入靜態(tài)混合器內(nèi)； 2)待打入的物料在靜態(tài)混合器內(nèi)混合充分后，依次連續(xù)進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)，再進(jìn)入容積為200?5000ml，反應(yīng)通道截面積為I?10mm2，溫度為80?120°C的微反應(yīng)器內(nèi)； 3)反應(yīng)物料進(jìn)入微反應(yīng)器反應(yīng)I?6分鐘后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物泵入120?180°C的閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行閃蒸。 4)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸、分離出氟化氫、三氟化硼和重質(zhì)油，得到中間相瀝青前驅(qū)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，其特征是:所述的高純芳烴是精萘、烷基苯、甲基苯、蒽中的任意一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，其特征是:所述微反應(yīng)器是一個(gè)或多個(gè)微反應(yīng)器串聯(lián)，微反應(yīng)器材質(zhì)為碳化硅或蒙乃爾合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法，其特征是:所述靜態(tài)混合器材質(zhì)為碳化娃或蒙乃爾合金。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于有機(jī)催化合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中間相瀝青前驅(qū)體的制備方法。按照1)將高純芳烴熔融成液態(tài)，通過(guò)泵連續(xù)打入靜態(tài)混合器內(nèi)；再將氟化氫、三氟化硼也泵入靜態(tài)混合器內(nèi)；2)待打入的物料在靜態(tài)混合器內(nèi)混合充分后，依次連續(xù)進(jìn)入靜態(tài)反應(yīng)器內(nèi)，再進(jìn)入微反應(yīng)器內(nèi)；3)反應(yīng)物料進(jìn)入微反應(yīng)器反應(yīng)后，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將反應(yīng)產(chǎn)物泵入閃蒸塔內(nèi)進(jìn)行閃蒸。4)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)閃蒸、分離出氟化氫、三氟化硼和重質(zhì)油，得到中間相瀝青前驅(qū)體。本發(fā)明具有使催化劑與原料在微反應(yīng)空間內(nèi)快速完成物料的傳質(zhì)、傳熱，過(guò)程連續(xù)，安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C10C3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104593031
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410798597
【發(fā)明人】余洋, 李 杰, 李凱, 陳坤
【申請(qǐng)人】四川創(chuàng)越炭材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月19日