本发明涉及碳材料制备，具体涉及一种加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法。
背景技术：
1、中间相沥青是一种向列型液晶结构，主要由重质芳烃通过氢转移反应、自由基反应、环生长反应和芳香分子缩聚反应生成。煤沥青的c/h值较大，是制备可纺中间相沥青的优质原料。但由于煤沥青含有侧链较少，自由基反应剧烈导致过度聚合，形成的中间相沥青软化点高，有序性差，不利于纺丝。通过对煤沥青加氢改性，引入烷烃侧链，降低反应体系的粘度，提高流变性，有利于形成中间相有序结构，制备低软化点中间相沥青。目前常用的加氢方法为催化加氢法和溶剂加氢法，其中催化加氢法残留的催化剂难以去除，影响后续产品的质量，溶剂加氢法要求供氢溶剂具有较强供氢性能，但一般价格较昂贵，用量大，导致成本高昂。专利202310544069.x利用供氢溶剂和催化剂对煤沥青重质组分进行加氢改性，与萃取轻组分混合，制备的中间相沥青各向异性含量较高，但是加入的fe2o3、co、mo等催化剂并没有除去，会影响中间相沥青的纺丝性能和碳纤维的力学性能，且所用的四氢萘、二氢蒽等供氢溶剂价格较高。
2、专利cn116005298a公开了一种可编织的高性能碳纤维用中间相沥青的制备方法，采用长链碳烯烃（c原子数为20-30）在路易斯催化剂作用下，改性渣油基中间相沥青，得到纺丝性能较好的中间相沥青，改善了中间相沥青的纺丝性能，但是路易斯酸催化剂不易完全除去，该专利通过酸洗除杂，工艺复杂。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本发明提出了一种加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，克服现有溶剂加氢法成本高昂、流程复杂的缺点，制备的中间相沥青具有较低的软化点和较高的中间相含量，具有大广域流线型光学织构，可连续纺丝10 km以上。
2、为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
3、一种加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，包括步骤如下：
4、（1）将加氢尾油减压蒸馏得到的轻组分油与中温煤沥青混合，加压聚合反应得到改性沥青；
5、（2）然后所述步骤（1）改性沥青进行减压聚合，进一步氮气吹扫得到可纺中间相沥青。
6、所述步骤（1）中加氢尾油是煤焦油加氢裂化尾油。
7、所述步骤（1）中减压蒸馏温度为340 ~ 360 ℃，压力为1 ~ 40 kpa。
8、所述步骤（1）中轻组分油与中温煤沥青混合质量比（0.5~2）：1；中温煤沥青喹啉不溶物含量<0.1%。
9、所述步骤（1）中加压聚合反应温度为400 ~ 440 ℃，压力为3 ~ 5 mpa，维持时间2~ 5 h。
10、所述加压聚合反应的升温速率为5 ~ 10 ℃/min，搅拌速率200 ~ 300 rmp。
11、所述步骤（2）中减压聚合反应温度为380 ~ 400 ℃，压力为1 ~ 40 kpa，维持时间为2 ~ 4 h。
12、所述减压聚合反应搅拌速率为200 ~ 300 rmp。
13、所述步骤（2）中氮气吹扫温度为390 ~ 420 ℃，氮气流量为300 ~ 600 l/h，搅拌速率为200 ~ 300 rmp，维持时间为5 ~ 24 h。
14、采用上述任一项方法制备的可纺中间相沥青，所述可纺中间相沥青的软化点为255~285 ℃，中间相含量>95%，具有大广域流线型光学织构；所述可纺中间相沥青可连续熔融纺丝10 km以上。
15、加氢尾油中的轻组分油含有较多环烷结构和烷烃长侧链，具备良好的传递氢和提供氢的能力，可用于改性煤沥青制备可纺中间相沥青，主要有两个作用：（1）轻组分油作为供氢剂加氢改性煤沥青，提高煤沥青的氢碳比，防止反应体系过度缩聚；（2）轻组分油作为溶剂存在，有效降低反应体系的粘度，使中间相小球体更容易熔融并生成大流域结构中间相沥青。
16、本发明具有以下有益效果：
17、1、本发明利用加氢尾油轻组分油具有较强的供氢能力，与中温煤沥青在高温高压条件下组分分子间发生氢转移，可以提高煤沥青的氢碳比，改善沥青的流变性，抑制煤沥青分子过度缩聚，形成中间相有序晶体结构。
18、2、本发明加氢尾油轻组分油中含有较多的烷基侧链和环烷结构，可以有效降低反应体系的粘度，使中间相小球体更容易融并，生成大广域流线型中间相有序晶体结构，提高中间相沥青的结构均一性和易石墨化性。
19、3、本发明制备方法中加氢尾油来源广泛、价格低廉；不需要使用催化剂，减少了后续催化剂的分离过程，且工艺条件对设备要求低，工艺流程简单。
20、4、本发明方法制得的可纺中间相沥青具有大广域流线型光学织构，中间相含量高，软化点低，可连续熔融纺丝10 km以上。
1.一种加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述步骤（1）中加氢尾油是煤焦油加氢裂化尾油。
3.根据权利要求2所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述步骤（1）中减压蒸馏温度为340 ~ 360 ℃，压力为1 ~ 40 kpa。
4.根据权利要求1所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述步骤（1）中轻组分油与中温煤沥青混合质量比（0.5~2）：1；中温煤沥青喹啉不溶物含量<0.1%。
5.根据权利要求1所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述步骤（1）中加压聚合反应温度为400 ~ 440 ℃，压力为3 ~ 5 mpa，维持时间2 ~ 5h。
6.根据权利要求5所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述加压聚合反应的升温速率为5 ~ 10 ℃/min，搅拌速率200 ~ 300 rmp。
7.根据权利要求1所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述步骤（2）中减压聚合反应温度为380 ~ 400 ℃，压力为1 ~ 40 kpa，维持时间为2 ~4 h。
8.根据权利要求7所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述减压聚合反应搅拌速率为200 ~ 300 rmp。
9.根据权利要求1所述的加氢尾油改性煤沥青制备可纺中间相沥青的方法，其特征在于：所述步骤（2）中氮气吹扫温度为390 ~ 420 ℃，氮气流量为300 ~ 600 l/h，搅拌速率为200 ~ 300 rmp，维持时间为5 ~ 24 h。
10.采用权利要求1-9任一项所述方法制备的可纺中间相沥青，其特征在于：所述可纺中间相沥青的软化点为255~285 ℃，中间相含量>95%，具有大广域流线型光学织构；所述可纺中间相沥青可连续熔融纺丝10 km以上。
