1 引言

煤焦油初馏时留下的残渣称为煤焦油沥青(pitch)，是由5000多种三环以上多环芳香族化合物和少量与炭黑相似的高分子物质构成的多相体系和高碳物料，含碳92%~94%，含氢仅4%~5%左右，所以它是制取各种碳素材料不可替代的原料，由于沥青的组成十分复杂，分子量范围很大(2000~30000)，为方便期间，常用溶剂进行分级，这些溶剂有正己烷、甲苯和喹啉等，壹伴将喹啉不容为(QI)称为α-树脂，苯不溶物(BI)与QI之差称为被β-树脂。他们对沥青的工艺性能影响很大，是重要的分析指标。

煤沥青没有确定的熔点，只有从固态转化为液态的温度范围，通常用软化点代表。根据软化点的高低、煤焦油沥青分为低温沥青(软沥青)、中温沥青(普通沥青)、高温沥青(硬沥青)。低温沥青可以把焦油初馏时的加热温度降低至390℃直接生产或者用中温沥青回配蒽油产生；中温沥青则是煤焦油初馏在正常条件下的产物；高温沥青是中温沥青蒸馏、氧化热处理或加压热处理后的产物。

煤焦油沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品，随蒸馏条件的不同，其产率一般为50%~60%。截至1993年底，我国炼焦工业已形成的设备能力为6.36Mt/a，焦炭产量约6.1Mt/a，按这样的估计，可产煤焦油约2.6~2.8Mt/a，从中可分馏出煤焦油沥青1.5Mt/a左右。

由于煤焦油沥青占煤焦油总量的50%~60%，故其加工利用水平和效益对整个煤焦油加工来说至关重要。目前国内许多煤焦油加工企业，沥青基本不再加工，其价格常低于原料焦油，造成煤焦油加工企业效益不佳甚至亏损。由此可见，如何对煤沥青进行必要的深加工，提高沥青产品的附加值是煤焦油加工中的一个重要问题。

2 煤焦油沥青加工技术及应用概况

由于煤的挥发分在焦炉中受到深度的二次裂解，所以煤焦油沥青中含有一定量的炭素物甚至炭粒(属原生喹啉不溶物，一次QI)，还有含O、N和S的复杂杂环烃或芳烃衍生物，它们对中间相生成极其有害。为制取高科技碳素产品，一定要对沥青进行预处理，方法有溶剂分离、加氢处理、超细热过滤和超临界抽提等，但还不够成熟，尚需进一步研究。关于QI的脱除，由于物料粘度大，QI呈高度分散状态，液固相之间差异很小，故难度很大，是沥青深加工的关键。目前有两种方案，一是从煤焦油开始脱除，二是从沥青开始脱除。大量试验表明第一种方案更为合理，原因是：(1)煤焦油的粘度低于沥青，易操作，效果好；(2)沥青中除原生QI外，还有在加热蒸馏中缩聚产生的次生QI，后者属于中间相成分，正式进一步加工所需的产物，在对沥青净化时它与原生QI一起被除去，这显然是不合理的。

另外值得提出的是在沥青馏出油和二蒽油中含有的芘、荧蒽等四环芳烃化合物，它们占煤焦油总量约7.4%，至今尚未大量利用，是十分客观的多环芳烃潜在资源。如提取出来，通过化学反应接上一定的交联基团，就可进一步合成缩合多环芳烃树脂；利用其缩合芳环骨架也可合成一系列高科技功能材料，这是一个尚待开发的领域。

目前煤焦油沥青在国外的主要用途有：(1)生产各种碳素电极的粘结剂和浸渍剂，即电极沥青，这一部分数量最大；(2)针状焦和碳纤维等高技术产品，产量不大，但附加值很高；(3)防水防腐料和筑路材料。德国吕格特公司是全球煤焦油集中加工和深度加工的典范，其净化技术优势是其产品加工的深度和广度，该公司目前有一套400kt/a电极沥青生产装置，工艺采用真空闪蒸、热处理；日本新日铁公司的子公司新日化公司焦油加油方面的优势技术是沥青神交给你个生产针状焦和碳纤维方面。上述两公司技术是目前世界上有代表性的两种煤焦油加工工艺路线。

3 改质沥青

改质沥青又称石墨电极沥青、电极粘结沥青以及高质量沥青，多用作电炉炼钢的超高或高功率电极、电解铝的阳极糊以及碳素制品的粘结剂。这是因为改质沥青粘结性能好，残碳值高，以它作为粘结剂执照出的碳素制品(如电极)用于金属冶炼，其导电性能有所提高，耗电降低，电极的抗氧化性能和热稳定性能好。

生产改质沥青的方法很多，国内比较成熟的有两种，一种是氧化法，一种是热聚合法。日本大阪煤气公司前几年开发的Cherry-T工艺，也可生产软化点不高(如80℃)而β-树脂≥23%的优质沥青。

氧化法原理：氧化法制取改质沥青是借助空气中氧气在一定温度下(不低于250℃)能使沥青中低分子芳烃聚合，使分子量增大。热聚合法原理：中温沥青在高温状态下发生聚合及缩合反应，使沥青中高分子组分增加，芳香度提高，从而生成所需要的改质沥青。

3.1 浸渍剂沥青

利用煤焦油沥青研制电极浸渍剂沥青的关键是降低喹啉不溶物(QI)含量。我国浸渍剂沥青尚无专门生产线，目前炼铝和炭素工业所用的浸渍剂大都是用焦化行业生产的煤焦油中温沥青，这种沥青的QI含量较高，一般在10%左右，使用时QI会在炭素制品孔隙入口处形成不渗透滤饼而降低沥青浸入率，影响浸渍效果。为此，日本专门研究了QI＜0.1%的电极浸渍沥青，并已投入工业化生产，国内有关炭素厂也迫切希望得到这种电极浸渍沥青；此外，如果将煤沥青作为生产针状焦的原料使用，也要求将其中QI 分离掉，因此这种低QI改质沥青国内市场及出口前景看好。

无锡焦化厂以中温煤焦油沥青为原料，选择价廉易得的有机溶剂(重吡啶盐基)，采用加热熔解、真空抽滤、常(减)压蒸馏工艺，制得符合炭素厂要求的电极浸渍沥青，产品中的QI达到日本同类产品标准；在真空抽滤实验过程中找到了一种既能满足使用要求又可望实施工业生产的过滤材料，为今后的工业化生产找到了一条切实可行的途径；摸清了煤焦油沥青中QI分离整个工艺流程的有关参数，为进一步中间试验提供了相关参数。

制备C/C复合、高强、高密材料也都需进行浸渍处理，目前我国大部分厂家使用中温煤焦油沥青或改质煤焦油沥青做浸渍剂，这些沥青除原生QI含量较高外，产率也较低，增加了浸渍的难度，特别是对于航空航天工业中的高性能材料，一般的浸渍沥青使用效果不能令人满意。国外六七十年代研究开发了高产碳沥青浸渍剂，由于主要用于军备竞赛的设备雾状，其技术严格保密，鲜有文献报道。随着国防建设和高品位民用材料的发展，开发高产碳沥青浸渍剂已成为当务之急。山西煤化所研究了硫化制备高产碳沥青的方法。原料采用改质沥青和化学纯升华硫，首先通过蒸馏净化煤沥青，有效地除去一次QI组分，然后用硫化法调制煤沥青，所得沥青H/C比较高，芳香度较小，流动性好，产碳率高，热稳定性好，适于做浸渍沥青。

3.2 粘结剂沥青

在炭素制品生产中，沥青是不可缺少的粘结剂，尤其是在电极生产过程中用于使粉状固体料粘结成型的粘结剂的好坏对电极质量起着至关重要的作用。随着炼铝工业和钢铁工业的发展，铝厂对阳极糊盒钢厂对石墨电极的要求越来越高，因此提高粘结剂沥青的质量十分重要。国内许多炭素厂所使用的粘结剂为焦化厂煤焦油蒸馏过程中产生的中温沥青，其最大缺陷是甲苯不溶物含量和结焦值两项指标太低。要满足炭素制品的密度、导电性、强度等指标的要求，这两项指标必须要加以提高，甲苯不溶物含量要求大于26%，结焦值要求大于50%。这是因为，甲苯不溶物是沥青中分子量比较大的那一部分，是由多环芳烃组成的多环或杂环化合物，具有较强的粘结能力且其粘结具有较宽的温度范围；又因为其氢碳比小，在焙烧过程中产生的气泡少，残碳率高(即结焦值大)，因而焙烧产品致密，强度高，导电性好。生产改质沥青比较成熟的方法有氧化法或热聚合法(原理如前所述)，这两种工艺均不复杂，投资不多，且改质后的沥青甲苯不溶物含量和结焦值两项指标比中温沥青高得多，完全达到炭素制品对粘结剂的要求。

3.3中间相沥青

沥青类有机物在炭化过程中声场的光学各向异性体称为中间相，具有类似液晶的性质；炭化时可形成中间相的沥青，叫中间相沥青，也称为中间相前驱体。用这种沥青可炼制针状焦，可纺制高性能碳纤维以及炭化制成能自能烧结的炭粒，加工模压碳材料等，有很高的利用价值。

从普通沥青制取中间相沥青，主要采用的精制方法有：(1)热过滤法：QI脱除率95%，灰分脱除率98%，所得沥青可满足针状焦和碳纤维生产的要求；(2)溶剂法和闪蒸法：这两种方法沥青收率不高，利用超临界抽提法则有明显改善；(3)加氢法：已净化的沥青进一步加氢处理，沥青的流动性增加，杂原子含量有所降低，沥青的纺丝性提高；(4)回流-气体吹扫两步缩聚法：以脱QI的沥青为原料，先回流热聚，再加热并以氮气吹扫，最后得到的沥青软化点315℃，新生QI50%，中间相95%，它已成为真正的中间相沥青。可见前两种方法属沥青的前处理，后两种方法则为后处理。

4 筑路用煤焦油沥青

随着我国城乡道路建设特别是高等级公路的发展，对道路沥青的数量和质量提出了更高的要求。而我国主要用于筑路材料的石油沥青严重供应不足，质量也达不到高等级公路的要求，其分布又十分不均匀，西部和南部缺油地区筑路沥青严重缺乏，相反西部地区煤沥青供应量特别大，为此开发煤沥青改质为替代石油沥青筑路材料的技术，利用该技术生产高等级铺路材料，用于补充石油沥青的供应不足以解决高标号沥青必须进口的问题，具有重大的社会和经济效益。

煤焦油沥青的组成和结构与石油沥青不同，它们的路用性能有较大的差别。煤沥青的路用优点：有较好的润湿和粘附性能，抗油侵蚀性能好，所筑路面的摩擦系数大。但其具有致命的弱点：热敏性高，在炎热的夏天易软化，在寒冷的冬天易脆裂，延展性差，易老化，易污染环境。石油沥青与煤沥青相比，其优点是热敏性较低，粘弹性温度范围较宽，抗老化性较好，但其主要缺点是对碎石的粘附性能较差。将这两种沥青共混改性制成煤-石油基混合沥青(简称混合沥青)，其综合性能比单一沥青更为优异。

4.1 国外煤沥青改质为铺路沥青技术的发展概况

早在本世纪初，在德国开发了煤沥青改质为铺路材料的技术，起初科学家将煤中温沥青回配焦油得筑路焦油，再添加少量石油沥青(10%~15%)以改善其性能。其后开发了煤-石油基混合沥青，与以前不同的是以石油沥青为基料，掺加少量煤沥青，以改善石油沥青的性能。英国从1963年开始生产这种以石油沥青为主要成分的混合沥青(pitch-asphalt)，用于铺设最高负荷的公路，并于1973年为这种混合沥青制定了国家标准。1970年代以来，德国、瑞士、法国、波兰等许多国家也先后开始生产和使用这种混合沥青作铺路材料。混合沥青中石油沥青的比例各国规定有所不同，一般在65%~85%。

混合沥青的芳香度较高，针入度和延度可与100号石油沥青媲美，热敏性好，筑路性能(如施工温度低、路面抗变形强、抗磨性高，行车比较安全，使用寿命长)比两种源沥青都好。生产混合沥青比较典型的公司如德国的吕格特公司，从1983年开始生产混合沥青，商品名叫碳沥青CB70，是由25%经高沸点蒽油软化(增塑)的煤沥青和75%的石油沥青B80配制而成，德国用这种沥青自1982~1986年期间铺筑了72条路段，总面积900km2，并且是在比常规混合料较低的施工温度下(110~140℃)铺设的，经过长时间的使用表明，路面的抗变形性能强，抗磨性好，粗糙性好，能增加行车安全，特别是雨天。

从国外使用情况可知，混合沥青铺路材料有下列许多优点：与石料的粘附性能好，可改善路面的坚固性；粘度随温度的变化有利，能降低混合料生产、摊铺和压实的操作温度；抗石油侵蚀性能好；路面抗荷载性能高，既能抗塑性变形，路面摩擦系数大。

由上可见，在国外混合沥青铺路材料已有多年的生产与公路应用的实际经验，并且这种材料可用于包括高速公路在内的高等级公路建设，足以表明煤沥青和石油沥青共混作为石油沥青改性的重要途径之一是有发展前途的。

近年来，美国开发了一种新的筑路焦油，这种工艺的核心是在煤沥青中加一些高分子聚合物(天然橡胶、聚氯乙烯、环氧树脂)，这些高分子化合物与煤沥青结合的很好，使煤沥青的延展度变高，从而大大提高煤沥青的筑路性能，但这些高分子化合物的价格相对较高，只能生产高负荷的高等级公路如机场路面等等。

4.2 国内煤沥青改质为铺路沥青技术的发展概况

我国具有各种不同性质的石油沥青资源可供配制混合沥青的原料选择，同时相当多的煤沥青资源急需寻求利用途径，为此研究开发高等级公路用的混合沥青筑路材料具有现实意义。

在我国，煤沥青改质为铺路沥青特别是高等级公路路面用沥青的研究还刚刚开始。山东矿业学院研究了单纯煤中温沥青(75%)再添加一些工业废弃物改质为铺路材料的可能性。研究结果表明，煤沥青改质后筑路性能有了较大改善，其性质基本符合60号石油沥青的质量指标，接近100号石油沥青的质量指标。大连理工大学再辽宁省科学技术基金的资助下页进行了混合沥青试验研究。

煤沥青改质为铺路沥青的研究还有很多工作要做，突出的问题表现在以下几个方面：(1)我国的石油沥青是环烷基或石蜡沥青，资源也比较缺乏，大规模地生产以石油沥青为主要原料的混合沥青铺路材料还不具备现实条件。而且在制备混合沥青时也不是所有的石油沥青都能与煤沥青混合制得铺路材料，对沥青改制用添加剂也有较高的要求；(2)煤沥青改质机理、煤沥青改质后的结构还未获得系统研究，已经制约了煤沥青改质为铺路沥青技术的进一步提高；(3)对煤沥青改质用添加剂，特别是工业废弃物添加剂的改质机理需进一步研究。

5 涂料

5.1 环氧煤沥青涂料

利用煤沥青改性环氧树脂制成的环氧煤沥青，综合了煤焦油沥青和环氧树脂的优点，得到耐酸、耐碱、耐水、耐溶剂、萘油和附着性、保色性、热稳定性、电绝缘性良好的涂层。该涂料是1960年代出现的一种防腐涂料，美国匹兹堡化学公司首先获得专利(USP2765288)。随着环氧树脂产量的增大，该涂料在美国、日本、法国获得迅速发展，已占环氧树脂涂料的一半。应用领域包括码头、港口、采油平台、矿井下的金属构筑物、油轮的油水舱、埋地管道(石油管道、水管道、天然气管道)、化工建筑及设备、贮池、气柜、凉水塔、污水处理厂PPA池防腐、制氢车间氢气贮罐、橡胶污水大型曝气池防腐等。

环氧煤沥青涂料配方中的组分及其作用：

环氧树脂 是环氧沥青的主要成膜物质，具有粘结力强、收缩率小、稳定性好、强度高、韧性好、化学稳定性能好等优点。

煤沥青 耐水、耐潮、防霉、耐氧化氮、二氧化碳、氯气，对盐酸和其他稀酸、稀碱均有一定的抵抗作用。沥青中含有芳香族化合物越多，它和环氧树脂湿溶性越好。

煤焦油 在环氧煤沥青涂料中加入煤焦油目的是防止沥青漆龟裂、增强韧性和附着力。使用时煤焦油要加热熬制以祛除水分和杂质，加热温度150~160℃。

熟桐油 使漆膜耐光、耐碱、耐油、耐电压、抗水。

填料 又称体质颜料，可增加漆膜厚度，降低成本，改善涂料和漆膜性能。用作填料的物质有滑石粉、锌铬黄、云母、氧化铁红等。

国际上普遍认为，环氧煤沥青涂料是地下钢结构件最理想的防腐涂层，国内在建的各项重点工程都离不开环氧煤沥青涂料。沧化TDI工程埋地钢管在开始设计时，做加强防腐层，后变更为环氧煤沥青特强级防腐，说明环氧煤沥青涂料特强级防腐已在现代化工建设中受到重视。

我国煤焦油资源十分丰富，由于回收加工工艺落后，大量宝贵资源被浪费。用于制造高附加值的重防腐涂料仍不失为一条利国利民的途径。

5.2 无溶剂环氧煤沥青防腐涂料

环氧煤沥青涂料存在着固化时间长、涂层易出现针孔、施工工序复杂、涂膜厚度薄等缺点。为此，国内在环氧煤沥青涂料基础上开发了无溶剂环氧煤沥青涂料。该涂料不含溶剂，涂层无针孔缺陷，膜厚可达0.35mm以上，无需缠绕玻璃布、大大简化施工工序，符合涂料发展的趋势。

无溶剂环氧煤沥青涂料是由环氧树脂、煤焦油沥青、填料、助剂、固化剂等组成。其中，环氧树脂、煤焦油沥青是基料；惰性填料能提高涂层的机械性能、防腐性和附着力，也是影响涂层致密性的关键性因素之一；助剂是无溶剂环氧煤沥青涂料不可缺少的组分，一般采用固化促进剂、表面活性剂和增塑剂等，为改善涂料的施工性能，有时还加入其他成分来控制涂料的施工粘度；固化剂常用胺类化合物，在开发无溶剂环氧煤沥青涂料过程中研制出一种新型固化剂，该固化剂粘度低，与涂料的混溶性好，使用期和固化时间适宜，固化涂膜的防腐性和硬度、致密性好。

无溶剂环氧煤沥青涂料除具有溶剂型环氧煤焦沥青涂料的优良电绝缘性、抗微生物侵蚀性及耐化学品性外，其附着力、低吸水率、抗阴极剥离等性能也大大提高。

5.3 煤沥青冷涂涂料

目前许多铸管厂采用煤沥青作为防腐防锈涂料大都用热涂法，即在铸管铸造结束后，未冷却之前(140℃左右)趁热涂上一层煤沥青。热涂法存在环境污染严重、浪费大、涂层不均匀，干燥慢等问题，针对以上问题，国内有关科研院所对生产工艺进行改进，将传统的热涂法改为冷涂法。

生产工艺：取煤焦油沥青100份，加入5~10份添加剂，加热到110℃开始起泡沫，减小火量，开动 搅拌机，搅拌，除去其中的水蒸气，然后缓慢加热到250~260℃，恒温30min，冷却到150℃加入有机溶剂B，继续搅拌均匀，冷却后装罐。

使用冷涂涂料涂刷后的工件，遮盖力良好，对金属无腐蚀，涂层具有良好的防潮、防腐、防锈功能，在威宁市铸管厂等厂家使用，环境污染小，克服了热涂法的许多缺点。

6 煤沥青针状焦

煤沥青针状焦是指用精制的煤沥青经延迟焦化、煅烧而制得的层状结构明显的各向异性焦炭，主要由碳元素组成，含有少量的氢、氧和某些金属元素。针状焦主要用于制造超高功率电极和特种炭素制品，是发展电炉炼钢新技术的重要材料。

6.1 生产工艺简介

针状焦生产工艺分原料预处理、延迟焦化、煅烧三部分。(1)原料预处理。目的是去除原料软沥青中的杂质(主要指喹啉不溶物QI)，制取精制沥青。方法有加氢法、二段热聚合法、溶剂处理离心法、溶剂处理静置沉降法。(2)延迟焦化。把精制沥青在加热炉内快速加热到反应温度后，立即送入焦化塔，利用其自身显热，使沥青裂解和缩合，生产出延迟焦(俗称生焦)。(3)煅烧。将延迟焦(仍含有8%~10%的挥发分)，经1450℃左右高温煅烧，使挥发分降到1%以下，煅烧还可以改善焦炭真密度。

6.2 针状焦生产技术的发展

1950年美国大湖碳素公司首先发明了石油系针状焦；1970年代初日本等国开始研究以煤沥青为原料生产针状焦的工艺技术，1979年装置投产。我国对针状焦的生产研究始于1980年代初，1986年由鞍山热能研究院承担的煤沥青针状焦中间试验顺利完成，1987年初，山东济宁煤化公司与鞍山热能研究院合作开展了以煤沥青为原料生产针状焦的探索试验和扩大的中间试验，1989年初该试验顺利完成并通过鉴定。目前我国第一套采用溶剂处理静置法的工业试验装置正在安装过程中，将于2000年7月开始运行。

6.3 针状焦生产厂家分布

目前，国外生产针状焦的厂家有：美国大陆石油公司、美国大湖碳素公司、日本兴亚石油公司、日本三菱化成(30kt/a煤沥青针状焦)、日铁化学户烟工厂(50kt/a煤沥青针状焦)；此外，美国联合碳化物公司、壳牌公司和俄罗斯也生产针状焦。我国针状焦生产厂家有：锦州石化针状焦生产厂(35kt/a石油系针状焦)、鞍山沿海化工有限公司(20kt/a煤沥青针状焦)。

6.4 我国针状焦生产的发展前景

针状焦是高功率或超高功率电炉炼钢导电电极的主要原料，采用高功率或超高功率电炉炼钢，可使冶炼时间缩短30%~50%、节电10%~20%以上，经济效益十分明显。1997年全世界针状焦生产能力约900~1000kt(其中煤系针状焦生产能力约100kt)；产量约为800kt(其中煤系针状焦产量约70kt)；全世界石墨电极消耗针状焦750~800kt。我国1995年石墨电极产量215kt，1996年231kt，1997年244kt(其中超高功率电极仅为5.5kt，高功率电极为58kt)。我国每年还进口超高功率电极6~9kt。

目前我国碳素行业已基本掌握了超高功率电极生产制造技术，但其原料针状焦缺主要依赖进口。随着国家禁止重复建设项目政策的逐步实施，一批中小型电炉冶炼技术项目将被取消，超高功率电炉冶炼技术将会成为各电炉电钢企业和有色金属冶炼企业提高经济效益的唯一途径。国内超高功率电极的需求将逐步增大，针状焦的市场必将趋于活跃。我国的针状焦生产技术尚处于工业性试验阶段，因此，应加紧技术攻关尽快生产出高质量的针状焦，以推动我国电炉冶炼行业的技术进步。

7 沥青碳纤维

碳纤维属于高科技产品，按原料分类可分为聚丙烯腈基(PAN)碳纤维、沥青基碳纤维、胶粘基和酚醛树脂碳纤维，目前主要以PAN碳纤维、沥青基碳纤维为主，其它碳纤维极少。碳纤维既具有碳素材料的固有本性，又具有金属材料的导电和导热性、陶瓷材料的耐热和耐腐蚀性、纺织纤维的柔软可编性、以及高分子材料的轻质、易加工性能，是一材多能和一材多用的功能材料和结构材料，目前几乎没有什么材料具有这样多方面的特性。

碳纤维的比强度、比模量都相当高，而且有耐高温、耐腐蚀、耐冲击、热膨胀系数接近零等特性，能与树脂、金属陶瓷、水泥等材料广泛地复合，一直是增强复合材料领域的佼佼者。高性能沥青碳纤维主要应用于飞机或汽车刹车片、增强混凝土或耐震补强材料、密封填料、摩擦材料、增强热塑性树脂、电磁波屏蔽材料和锂电池的负极材料，另外也正在开拓高尔夫球杆等体育用途和工业罗拉(造纸、薄膜、化纤、涂层、印刷等)，今后最大的市场讲师土木建筑用包括秀碧和加固材料。通用级低性能沥青碳纤维主要用于幕墙混凝土的增强。

三菱化学公司是目前世界上最大的高模量沥青碳纤维生产厂家，生产能力500t/a，现满负荷生产，主要应用于大型罗拉、人造卫星部件、桥墩及土木建筑用补强材料；日本石墨纤维公司生产模量为4.9~931GPa的碳纤维，生产能力120t/a，1996年的销量和销售额曾大幅度提高，用途是土木建筑、航空航天、体育休闲三大支柱，其中补强道路路面和建筑物横梁领域在日本现有数百吨的需求量，乐观预测则有10倍的潜在需求。目前高性能沥青碳纤维50%以上用于航空航天领域，今后从轻量化和减震、防震的观点看，将会扩大到应用于铁道车辆和汽车领域。

在通用级低性能沥青碳纤维方面，日本吴羽公司和Donac公司产品主要用于兼有蓬松性和耐热性的过滤材料、绝热材料和垫材等以及短纤维增强混凝土。Donac公司新开发的品种“Donacrabo Light Wool”不仅具有卷曲状，当与奉劝树脂粘合剂相组合时，其绝热性能约为玻璃毛的1.6倍，因此在日本已应用于北陆和上越两条新干线的轻量绝热材料。此外由于其具有低密度、高防静电性能，还用于车辆、抗静电部件、建材、滤材等，因此需求量不断增长。

国内目前共有3套年产百吨级通用沥青碳纤维生产线，总生产能力400~500t，但运行转状况都不太好，因此今后的发展关键是改进操作技术、改善设备运行状况并开发深加工产品。

我国碳纤维目前的应用领域涉及航空航天、文体器材、纺织机械、医疗机械、电子工程、汽车、冶金、石油化工、环境工程、劳动保护、土木建筑、原子能等行业，但使用的数量，应用的深度与世界其他国家和地区还有差距，随着我国经济的发展和应用领域的不断开发，我国的需求量会进一步增加，生产能力将随之进一步扩大。虽然PAN碳纤维仍是今后发展的主流，但沥青碳纤维由于成本低、价格便宜，加上新用途的开发，其需求量也将相应增加，市场将进一步扩大。

8 煤焦油沥青制取球状沥青

球状沥青是用煤焦油沥青经特殊的成型工艺而制成的一种沥青产品，已广泛应用于高炉出铁沟的浇注料中，市场需求和出口前景均很好。

无锡焦化厂利用本厂沥青资源，首先将焦油蒸馏生产的中温沥青加入熔解釜加热熔解，待釜内温度达到200~230℃后进行微火保温，同时接通电热圈电源，约5min后打开压缩空气进口阀，再开启釜底的沥青出口阀，液态沥青即从喷嘴喷出，由空气雾化成细小颗粒。沥青颗粒在冷却塔内用空气自然冷却成半成品，然后由冷却塔底送入振动筛分过滤机分级，即得到符合要求的球状沥青。试验结果表明，煤焦油沥青喷雾造粒、成型和筛分工艺生产球状沥青技术是可行的，产品经太湖耐火材料厂试用，结果较理想。并已利用试验装置生产了十几吨球状沥青产品。

以预处理后的原料沥青1500元/t，球状沥青产品市场售价4000元/t计，经济效益十分可观，随着生产规模扩大和市场进一步开拓，其经济效益更为乐观。