浸渍剂沥青制备装置及方法与流程

本发明涉及浸渍沥青制备，尤其涉及浸渍剂沥青制备装置及方法。

背景技术：

1、浸渍沥青（impregnant bitumen）是指用以浸渍炭素制品，起到减少制品孔隙率和提高体积密度或达到不渗透目的的沥青。炭素制品浸渍一般使用煤沥青，也有使用石油沥青或合成树脂。随着电炉的大型化以及炉外精炼技术的发展，对高功率和超高功率电极的需求量越来越多，质量要求越来越高。而提高电极和电极接头质量，降低电极单耗指标，关键要提高电极和电极接头的体积密度和强度。因此对浸渍工序所用的新型浸渍剂——浸渍沥青进行深入研究和选择是十分必要的。

2、现有技术在浸渍沥青的制备过程中，根据如何排出喹啉不溶物可以把浸渍沥青的制备方法分为溶解过滤法、蒸馏法、溶解沉淀法、和萃取法，其中溶解-过滤法的优点：操作简单，适用于常见的溶剂和过滤设备，不需要复杂的设备和步骤，缺点：对于一些难溶性的喹啉不溶物可能效果不佳，溶剂的选择需要考虑其与沥青的相容性；蒸馏法的优点：可通过控制温度实现分离，适用于挥发性差异较大的组分，操作相对简单，缺点：可能需要专门的蒸馏设备和条件，需要保证沥青和喹啉不溶物的热稳定性；溶解沉淀法的优点：相对简单易行，适用于大多数溶解沉淀系统，不需要复杂的设备和步骤，缺点：沉淀剂的选择和用量需要进行优化，过多的沉淀剂可能引入干扰物；萃取法的优点：选择合适的萃取剂可以有较高的选择性和提取效率，适用于复杂样品体系和较难分离的组分，缺点：需要进行多次萃取步骤，对于挥发性较小的喹啉不溶物可能效果不佳，操作相对复杂。

3、针对上述的制备方法，本申请提出一种新的制备浸渍沥青的方法，及运用该方法制备浸渍沥青的设备，用于解决现有技术中分离喹啉不溶物时步骤麻烦的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中分离喹啉不溶物时步骤麻烦的问题，而提出的浸渍剂沥青制备装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、浸渍剂沥青制备装置，包括原料罐、蒸馏塔、反应釜、离心分离器、沉淀罐和溶剂罐，所述原料罐和溶剂罐的出料口与反应釜连通，所述反应釜包括位于底部的下出料管和可升降设置在侧壁上的上出料管，所述上出料管与离心分离器连通，所述离心分离器的上清液出口与沉淀罐连通，所述下出料管和沉淀罐的下层液出口通过管线与蒸馏塔的入料口连通；

4、所述溶剂罐有多个，多个所述溶剂罐分别用于盛装溶解剂、萃取剂或沉降剂。

5、进一步地，所述反应釜包括壳体，所述壳体的顶部设置有与溶剂罐连通的下出料管，所述壳体侧壁上设置有调节机构和上出料管，所述上出料管通过调节机构可升降安装在壳体上，所述壳体的内部设置有搅拌器，所述下出料管位于壳体的底部。

6、进一步地，所述调节机构包括安装在壳体的外壁上的导向座，所述壳体的侧壁上开设有长圆槽，所述长圆槽贯穿壳体和导向座，所述上出料管位于长圆槽内，所述上出料管通过升降结构沿竖直方向滑动安装在长圆槽内，所述导向座表面设置有用于带动上出料管的驱动结构。

7、进一步地，所述升降机构包括开设在导向座上的导向滑槽，所述导向滑槽的内部设置有滑块板，所述滑块板沿垂直方向滑动安装在导向滑槽内，所述滑块板的横截面积大于长圆槽的横截面积，所述上出料管贯穿滑块板并与滑块板固定连接。

8、进一步地，所述滑块板靠近壳体的侧壁边缘和远离壳体的边缘分别设置有动态密封圈，所述动态密封圈位于滑块板与导向滑槽的内壁之间。

9、进一步地，所述驱动结构包括套装在上出料管上的管套卡箍，所述管套卡箍与升降驱动单元的工作部连接。

10、进一步地，所述升降驱动单元包括转动安装在导向座的外壁上的丝杠，所述丝杠的一端与驱动源的工作端连通，所述管套卡箍的侧壁上设置有与丝杠配套的丝杠螺母，所述管套卡箍的另一侧设置有滑动块，所述滑动块与导向杆套接。

11、进一步地，所述动态密封圈为弹性钢结构，所述动态密封圈的界面为弧形，所述动态密封圈的凸面朝向滑块板，所述动态密封圈的顶端与导向滑槽的内壁连接，所述动态密封圈的凸面与滑块板抵接，所述动态密封圈凸面一侧的压强小于凹面一侧的压强。

12、进一步地，所述动态密封圈包括位于外侧的长圆弧板和内侧的与长圆弧板连接的短圆弧板，使所述动态密封圈的界面呈“6”字型结构，所述长圆弧板上部的厚度值大于下部的厚度值。

13、浸渍剂沥青制备方法，步骤一：把原料罐中盛装的沥青原材料和溶剂罐中盛装的溶解剂加入到反应釜混合加热至熔融；

14、步骤二：溶剂罐中的萃取剂加入到反应釜中，启动搅拌器，恒温加热搅拌2-2.5h；

15、步骤三：溶剂罐中的沉淀剂加入到反应釜中，静置，至反应釜中的混合溶液分离出第一清液和下层液；

16、步骤四；把第一清液通入到离心分离器中，进一步分离出第二清液和固体成分，第二清液通入到沉淀罐中，沉淀出第三清液和残留物；

17、步骤五：把残留物和步骤三中的下层液通入到蒸馏塔中，蒸馏得到浸渍沥青；

18、其中，步骤一中的沥青原材料为喹啉不溶物重量含量在0.5%-2%的煤焦油、重质焦油中的至少一种以及沥青，沥青的软化点为90℃-100℃；

19、步骤二中的恒温加热温度为110℃-130℃；

20、所述溶解剂包括有芳香族化合物，所述溶解剂的芳香族指数在0.7-1之间，所述溶解剂的沸点为100℃-300℃。

21、与现有技术相比，本发明提供了浸渍剂沥青制备装置及方法，具备以下有益效果：

22、本发明浸渍剂沥青制备装置：使用时，分步把溶剂罐内的溶解剂、萃取剂和沉降剂加入到沥青原材料中，先使用溶解剂溶解沥青原材料中普通的喹啉不溶物后，然后使用萃取剂萃取难容的喹啉不溶物和杂质，再沉淀分离出含有少量杂质的第一清液和下层液，把第一清液通过离心分离器进行二次分离得到杂质含量进一步降低的第二清液，再把第二清液加入到沉淀罐中进行沉底，分离出残留物，最后把残留物和下层液通入到蒸馏塔内整流得到浸渍沥青，相比于现有技术中，结合溶解法和萃取法，减少分离步骤减少能源浪费，并减少浸渍沥青中的喹啉不溶物含量，以改善浸渍沥青的浸渍效果。

23、本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。

技术特征：

1.浸渍剂沥青制备装置，包括原料罐（1）、蒸馏塔（2）、反应釜（3）、离心分离器（4）、沉淀罐（5）和溶剂罐（6），其特征在于，所述原料罐（1）和溶剂罐（6）的出料口与反应釜（3）连通，所述反应釜（3）包括位于底部的下出料管（9）和可升降设置在侧壁上的上出料管（10），所述上出料管（10）与离心分离器（4）连通，所述离心分离器（4）的上清液出口与沉淀罐（5）连通，所述下出料管（9）和沉淀罐（5）的下层液出口通过管线与蒸馏塔（2）的入料口连通；

2.根据权利要求1所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述反应釜（3）包括壳体（7），所述壳体（7）的顶部设置有与溶剂罐（6）连通的下出料管（9），所述壳体（7）侧壁上设置有调节机构（11）和上出料管（10），所述上出料管（10）通过调节机构（11）可升降安装在壳体（7）上，所述壳体（7）的内部设置有搅拌器（8），所述下出料管（9）位于壳体（7）的底部。

3.根据权利要求2所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述调节机构（11）包括安装在壳体（7）的外壁上的导向座（16），所述壳体（7）的侧壁上开设有长圆槽，所述长圆槽贯穿壳体（7）和导向座（16），所述上出料管（10）位于长圆槽内，所述上出料管（10）通过升降结构沿竖直方向滑动安装在长圆槽内，所述导向座（16）表面设置有用于带动上出料管（10）的驱动结构。

4.根据权利要求3所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述升降机构包括开设在导向座（16）上的导向滑槽（15），所述导向滑槽（15）的内部设置有滑块板（17），所述滑块板（17）沿垂直方向滑动安装在导向滑槽（15）内，所述滑块板（17）的横截面积大于长圆槽的横截面积，所述上出料管（10）贯穿滑块板（17）并与滑块板（17）固定连接。

5.根据权利要求4所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述滑块板（17）靠近壳体（7）的侧壁边缘和远离壳体（7）的边缘分别设置有动态密封圈（21），所述动态密封圈（21）位于滑块板（17）与导向滑槽（15）的内壁之间。

6.根据权利要求5所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述动态密封圈（21）为弹性钢结构，所述动态密封圈（21）的界面为弧形，所述动态密封圈（21）的凸面朝向滑块板（17），所述动态密封圈（21）的顶端与导向滑槽（15）的内壁连接，所述动态密封圈（21）的凸面与滑块板（17）抵接，所述动态密封圈（21）凸面一侧的压强小于凹面一侧的压强。

7.根据权利要求6所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述动态密封圈（21）包括位于外侧的长圆弧板（19）和内侧的与长圆弧板（19）连接的短圆弧板（20），使所述动态密封圈（21）的界面呈“6”字型结构，所述长圆弧板（19）上部的厚度值大于下部的厚度值。

8.根据权利要求3所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述驱动结构包括套装在上出料管（10）上的管套卡箍（13），所述管套卡箍（13）与升降驱动单元的工作部连接。

9.根据权利要求8所述的浸渍剂沥青制备装置，其特征在于，所述升降驱动单元包括转动安装在导向座（16）的外壁上的丝杠（12），所述丝杠（12）的一端与驱动源的工作端连通，所述管套卡箍（13）的侧壁上设置有与丝杠（12）配套的丝杠螺母（14），所述管套卡箍（13）的另一侧设置有滑动块，所述滑动块与导向杆套接。

10.根据权利要求1所述的浸渍剂沥青制备方法，其特征在于，步骤一：把原料罐（1）中盛装的沥青原材料和溶剂罐（6）中盛装的溶解剂加入到反应釜（3）混合加热至熔融；

技术总结
本发明公开了浸渍剂沥青制备装置，属于浸渍沥青制备技术领域；浸渍剂沥青制备装置，包括原料罐、蒸馏塔、反应釜、离心分离器、沉淀罐和溶剂罐，所述原料罐和溶剂罐的出料口与反应釜连通，所述反应釜包括位于底部的下出料管和可升降设置在侧壁上的上出料管，所述上出料管与离心分离器连通，所述离心分离器的上清液出口与沉淀罐连通，所述下出料管和沉淀罐的下层液出口通过管线与蒸馏塔的入料口连通，所述溶剂罐有多个，多个所述溶剂罐分别用于盛装溶解剂、萃取剂或沉降剂；还公开了浸渍剂沥青制备方法；本发明具有减少能源浪费，降低浸渍沥青杂质率的优点。

技术研发人员：王占峰,杨帅远,张晓明,姜斐,王舒乐,赵志伟,韩传功,杨航
受保护的技术使用者：河南首成科技新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15