A—240 shiyou liqing

A－240石油沥青是美国Ashland石油公司的J．W．Newman等于20世纪60年代中后期从石油系高芳香度重质渣油出发，研制成功的一种高性能沥青。这种沥青作为黏结剂、浸渍剂和基质材料，其性能远优于一般煤沥青；以其优异的流变性能和几乎不含喹啉不溶物的宏观均一性，在制备高应变石墨、高性能沥青基炭纤维、沥青基炭－炭复合材料等新型炭材料方面，发挥了重要作用。目前，A－240沥青及其系列产品，已被国际炭素科技界公认为适于制备以液相炭化为主要工艺过程的高质量炭素材料。

制备工艺要点 石油原料经蒸馏切取260～593℃馏程的粗柴油作为最初原料，将粗柴油输入流化床催化裂化反应器经深度裂化，裂化产物经蒸馏分离掉轻组分(汽油、石脑油、煤油和炉油)，釜底流出重质产物称泥浆油。泥浆油经催化剂分离后得到中间原料澄清油。澄清油先经蒸馏脱去轻组分，取其204～538℃组分输入热裂化反应器(反应温度454～649℃；压力2．07～6．9GP，停留时间3～6s)，产物经分离轻组分后的重质部分经恒温保持一定时间后，再经减压蒸馏脱去轻组分，即得最终产品Ashland系沥青。

性质 Ashland系列石油沥青的理化性质见表1。

表1 Ashland系列石油沥青的理化性质

低硫A－240沥青是经加氢脱硫后制得，其硫含量下降到0．25%，BI下降到达2．5%，密度下降到1．21，灰分降到0．02%，其他性能和A－240沥青相当。

组成和结构 沥青的族组成分析数据具有较大的工艺应用价值。A240石油沥青分离(见图)，所得各组分的含量为：F，0．4%；F，36．0%；F，0．5%；F，0．1%BS-HI56．8%； QS-BI，6．2%；QI，0%。

A－240沥青族组成分离流程

A－240沥青的化学组成十分复杂，至今未见用化学方法或色谱法逐个鉴别其中化合物的报道。用场解吸质谱法(FDMS)对A－240沥青的F和BS-HI组分的化学组成分析表明，F中主要含分子量为242～436的多环芳烃，绝大部分化合物的芳核为渺位缩合构型，核上富含氢化芳香结构，个别含硫化合物呈噻吩环和芳环互相稠合的状态，烷基取代从C到C。BS-HI组分中化合物分子量分布范围为294～784，分子结构多与F中的主要成分相似，但在此组分中含大量多核片芳烃分子，核片之间以亚甲基或联芳键相连。

用C和H核磁共振波谱法分析可以获得A240沥青平均分子结构的各项参数。对A－240－TBS(即全沥青脱去苯不溶组分)及A－240－F，A－240－BSHI3个组分样品所测得的平均分子结构参数见表2。与煤沥青相比，A－240石油沥青在组成结构上有四大特征：1)A－240沥青仅含极少量苯不溶物的组分(图1中QS－BI为6．2%)不含喹啉不溶物；2)A－240原沥青及其组分的芳碳率f=Ca／C)为0．82～0．85，显著低于煤沥青(后者f为0．92～0．95)；3)A－240沥青的芳核缩合度很低，为敞开型结构和渺位型结构，而煤沥青中分子的芳核主要以迫位构型为主，也含有一定量的芳核为渺位构型的分子；4)A－240沥青分子的芳核上带有一个脂环，核上侧链碳数为2～4，煤沥青分子以无取代多环芳烃为主，芳核上不带脂环，只有少数芳环上连有单甲基。

表2 A－240沥青平均分子结构参数

注：C－平均分子总碳数；C－芳碳；C－芳核外周碳数；R－芳环数；n－侧链数；包括稠芳脂环；C——脂环碳数；C——侧链总碳数，不包括脂环；C－三个芳环连接处的四级芳碳数，负值表示缩合度低于渺位，为多核片(敞开型)结构。