解沥青纤维而制得的，但是是各向同性的，力学性能很差。年 美国联合碳化物公司开始研制中间相沥青炭纤维，并于年实现了中间 相沥青纤维的工业化。年发现含有液晶相的中间相沥青可以 纺丝制得高度择优取向的沥青纤维。这些纤维易于转化成具有序态良好石 墨结构的高强度和高模量石墨纤维。中间相沥青具有较高的纯度以及高芳 香度所导致的高取向性，是制备高性能炭纤维的种优良前驱体。经过熔 融纺丝工序后形成纤维，由于经过喷丝板过程中中间相分子发生了择优取 向，使得分子取向排列方向平行于纤维轴。这种纤维再经过进步的氧化 炭化或石墨化处理可以制成具有高模量和高强度的纤 维状炭材料，因而可以广泛地应用到多种复合材料中，到目前为止这 种炭材料已经被成功地应用到了高速飞行器中要求十分苛刻的场合，如火箭的推进喷嘴航天飞机的机翼等。另外，在体育器材方面，这种炭纤维 也显示了它的优越性。由于这种炭材料具有质量轻强度和模量高等优点， 可开发出高档的体育器材，如钓鱼杆高尔夫球杆网球拍等。此外，中 间相沥青基炭纤维石墨化后在纤维轴方向具有很高的石墨度，赋予了这种 炭材料在纤维轴向高的导电电阻率仅为和导热性能热导率可 高达，从而可能在航空航天核能等领域的热管理系统中获 得进步的应用。与此同时，国内外研究人员还纷纷以中问相沥青为原料， 通过熔纺工艺制备出比表面积大孔结构丰富吸附性能优异的活性炭纤 维。 中间相沥青用作粘接剂中间相沥青本身含有适量的粘结成分，而且具 有良好的自烧结性，可以直接作为压粉使用而不需加入其它粘结剂，这样 不仅可以制备优质的高密度材料，而且在制备石墨制品时还可以简化混捏 浸渍焙烧等工序。另外，可以通过调整中间相沥青的制备工艺条件来改 变其粒度分布和粘结剂的含量，以适应不同块体材料的要求。中间相沥青 具有高残炭率高密度低的密度变化以及易石墨化等优点，是种较理 想的碳碳复合材料的基体前驱体。由中间相沥青为原料制得的炭素制品 般需经过进步炭化和石墨化处理与般普通沥青为原料制得的同类产品相比，具有高的强度密度导电和导热性能。如果控制原料的纯度， 还可以制备出用于核反应堆的高纯度高强度和高密度的石墨块体即三 高石墨。近年来，研究者们开展了直接利用中间相沥青为前驱体开发炭 材料的研究工作，如以中间相沥青为自粘结原料与其它炭材料如炭纤维 纳米碳管石墨等混合，经过压制成型热处理可以获得高密度高强度 的炭材料。 利用中间相沥青制备泡沫炭材料普通泡沫炭首次于年报道，最初 的泡沫炭是由热固性的聚合物分解得到蜂窝泡沫和网状玻璃态泡沫炭。 年美国空军材料实验室首次用中间相沥青为原料，通过高压造泡 技术制备了泡沫炭。年美国橡树岭国家实验室的炭材料研究人员在从 沥青制备炭材料时偶然发现了种石墨化多孔炭材料，为后来采用中间沥 青为原料制备泡沫炭材料这热门研究拉开了序幕。中间沥青基泡沫炭是 由中间相沥青发泡制得的种新型多孔炭材料，由于这种炭材料可以同时 具有低密度高强度高导热高导电耐火抗冲击吸波降噪低 热膨胀系数和耐化学腐蚀等优异性能，使其可以被应用在诸如航空航天器 和卫星的热转移系统火箭的抗冲击和减噪发射平台化工厂的大型热交 换器和计算机器件的小型散热器件快速运行机动工具的端部防护层以及飞机轮船等的耐火门窗等领域，因此中间相沥青基泡沫炭具有广 阔的应用前景，尤其是对于我国这个航空航天大国来说，发展这种新型材 料更具有深远的战略意义。 利用中间相沥青制备多孔炭材料最近，国内外许多研究人员以中间相 沥青为原料制备微观结构和形貌可控的多孔炭材料。以中间相沥青为原料， 采用活化制备了超高表面积活性炭，其比表面积高达，总 孔容积高达，孔径主要集中在范围内，具有优异的 吸附性能。刘颖等Ⅲ用中间相沥青作碳源，硅胶水溶液作造孔剂，采用 胶体印刻法制得系列中孔碳，其比表面积和孔容分别为和 等。也采用印刻法制备了有序和无序结构的多孔炭材 料。等以中间相沥青为原料，以纳米级为模板，成功地 制备了高比表面积大孔容高产率的中 孔炭材料。等以中间相为前驱体，以聚合物为模板，采用旋 转挥发分解工艺制备了不同孔径和孔容的多孔炭材料，在用作锂离子电池 的负极材料方面具有优异的性能。等在较低的炭化温度 下以中间相沥青为前驱体，并以球为模板，制备了有序结构的中孔炭膜， 其比表面积和孔容分别为和。多孔炭材料大的比表面积和丰富的孔结构以及优异的吸附性能为多种过渡金属和贵金属催化剂提 供了优良的载体，而且能耐酸碱盐等苛刻环境的腐蚀，大大提高了吸附性 能和催化效率，因而具有广阔的应用前景。 中间相沥青在耐火材料中的应用中间相沥青的优异性能越来越料油。号轻号重号和 号是粘度和馏程范围递增的残渣燃料油，为了装卸和正常雾化，在温度低 时般都需要预热，我国使用最多的是号轻号重号和号燃料油。 新标准中燃料油粘度控制和分牌号是按运动粘度来划分的， 国外进口的燃料油基本是按运动粘度分类，它们是运动粘度大于 等于平方毫米和运动粘度大于等于平方毫米两大类。 本项目的产品品种数量 表产品品种和产量 产品类别产品名称数量吨年 主要 产品 中间相沥青 燃料油 合计主要原料 化工裂解重芳烃馏份油 本项目的原料为独山子石化乙烯装置副产的化工裂解重芳烃，年用 量为万吨。通过独山子石化罐区装汽车运输到本项目罐区卸车。 化工裂解重芳烃是裂解原料在蒸汽裂解过程中得到的副产物重芳烃 馏份油。化工裂解重芳烃是裂解原料高温缩合的产物，主要成分是芳香化 合物，侧链短，碳氨比高化工裂解重芳烃中灰分含量很低，几乎不含有 重金属等杂原子。裂解原料愈重，化工裂解重芳烃中的芳烃含量愈高从 这些分析可以看出，化工裂解重芳烃中含有大量的芳香化合物，做燃料油 烧掉既不经济，热值又低，是对资源的不合理利用。这种芳烃含量高杂 质含量低的油品是制备高性能碳素材料的优质原料。 表化工裂解重芳烃质量指标 项目质量指标试验方法 密度， 运动粘度， 闪点闭 口， 硫 ， 灰分 ， 蒸馏出油比率， 馏程 丁苯橡胶或煤裂解重芳烃沥青 表丁苯橡胶或煤裂解重芳烃沥青质量指标 丁苯橡胶 项目指标 煤裂解重芳烃沥青 项目指标 根据原料产品性能 进行调整采购 根据原料产品性 能进行调整采购 生产工艺技术工况 化工裂解重芳烃进入减压分馏塔，在分馏，沸点小于 的为轻组分沸点大于为重组分，轻组分加入添加剂后进 入储罐作为号燃料油外销，化工裂解重芳烃重组分进入反应釜按 比例加入为质量的，在热的化工裂解重芳烃重组分中溶解混 合均匀，在常压和氮气保护下，以不高于的升温速率，将温度升至 ，在连续搅拌的条件下恒温至预定时间，得到由直接炭化制备的 简写为，或由改性共炭化后制备的简写为 。 改性共炭化后形成具有流线广域性组织结构的加入后由 于氢转移作用缓解了的高反应性，提高了树脂的生成量，改善了的 流动性，有利于大融并体的形成，且使的有序度提高，改善了的黏 温特征。 工况二 化工裂解重芳烃进入减压分馏塔，在分馏，沸点小于 的为轻组分沸点大于为重组分，轻组分加入添加剂后进 入储罐作为号燃料油外销，化工裂解重芳烃重组分进入反应釜按比例加入质量的，在氮气体保护下，以不高于的升 温速率，升至，在连续搅拌的条件下恒温至预定时间，制备出广 域融并体各向异性中间相沥青。 作为的改性剂，由于生成氢自由基的氢转移作用，抑制了的反 应活性，增加了球体的融并时间，有效降低了熔体粘度，改善中间相的流 变性，进而改进了晶体的完善程度。中加入的后，可得到织构良 好的各向异性中间相沥青，能明显富集沥青中的树脂，为制备高性能 炭纤维及作为高性能碳质沥青提供了保证。 自动控制水平 根据本项目的规模生产操作特点，自动控制要求及未来的发展 规划，本设计拟采用分散型控制系统以下简称对整个装置进行 集中监视控制。 装置区域位置附图 装置设计的主要技术经济指标 表主要技术经济表 序号单元名称数值及单位备注 主要产品量中间相沥青 燃料油 消耗指标 原料 化工裂解重芳烃 丁苯橡胶或 煤裂解重芳烃沥青 主要辅助材料 新水 电 净化风 氮气 装置区总占地面积 装置区总建筑面积 总定员人 总能耗 设备总台数塔器 反应器 容器 换热器 空冷 热媒炉 机泵 储罐 座 台 台 台 台 套 台 座 三材用量 钢材 钢筋 水泥 总投资万元 工程建设进度的初步安排 所存在的问题及建议 工艺工艺设计基础 装置能力 本项目建设规模为年产中间相沥青万吨，年操作时间为小 时，装置前工序连续生产后工序间隙生产可得到中间相沥青 燃料油产品。 原料产品的技术规格 原料来源 本项目的原料为独山子石化乙烯装置副产的化工裂解重芳烃，年产 量万吨，年自用量万吨，本项目年用量为万吨，资源充足， 通过独山子石化罐区装汽车运输到本项目罐区卸车。丁苯橡胶或煤 裂解重芳烃沥青市场采购。 原料性质 见表化工裂解重芳烃质量指标和表丁苯橡胶 或煤裂解重芳烃沥青质量指标。 产品规格 见表中间相沥青指标和表号油质量指标。 原料消耗量产品产量序号名称单位数量来源 原料化工裂解重芳烃独山子石化供 丁苯橡胶或煤裂解重芳烃沥青 市场采购 中间相