炼厂原料油重质化日益突出,FCC(催化裂化)装置外甩油浆越来越多,为了提高FCC油浆的附加值,本文选用FCC油浆为原料制备高附加值泡沫炭,既可以为油浆的综合利用寻求新出路,又可以开发高性能炭材料。本论文主要工作包括制备用于发泡的中间相沥青、中间相沥青发泡和中间相沥青泡沫的固化、炭化等三个过程。　　 制备中间相沥青过程中的主要工作有:第一、除去FCC油浆中的饱和分、胶质和沥青质等组分;第二、采取两步法制备中间相沥青,即第一步以FCC油浆抽出油为原料制备软化点在60℃左右的石油中温沥青,第二步以石油中温沥青为原料制备中间相沥青泡;第三、在低温下制备中间相沥青。以QFCC油浆为例,在0.5MPa压力下,选择反应温度为420℃,炭化时间为8h,可制得中间相含量为85％、β树脂含量为11.77％和软化点为300℃的大融并体的中间相沥青。　　 在制备中间相沥青泡沫的过程中,采用自发泡法制备沥青泡沫,主要讨论了中间相沥青本身分子量分布、发泡温度点、发泡系统的内压力、稳定时间和搅拌状态等对发泡的影响。其中,中间相沥青前驱物分子量分布对其发泡的影响最大,分子量分布越宽,越不利于生成均匀的泡沫。因此,综合考虑反应效率,在调制中间相沥青时,应选择较低温度制备中间相沥青。　　 在中间相沥青泡沫固化、炭化的过程中,在常压下、稀薄空气环境和炭化温度在800-1400℃,可以制得形状较好、导热能力较强的中间相沥青泡沫炭。在本文中,介绍了在常压下,炭化温度在800-1400℃,在通入1L/min氮气稀释空气条件下制备中间相沥青泡沫炭的方法。SEM照片表明:随炭化温度升高,泡沫炭的孔壁逐渐被破坏。XRD分析表明:随炭化温度升高,泡沫炭的微晶晶格规整性得到改善。红外分析表明:固化后,在中间相沥青泡沫表面存在大量的C=O、C-H和COO-基团,经过炭化后,C-H和COO-含量减少,O-H含量增加:在1100℃以上继续炭化,泡沫炭表面的C-H、C=O、O-H和COO-基团含量变化较小。综合考虑泡沫炭的表面官能团、晶格参数及形态,得出1100℃是一个比较理想的炭化温度,可以得到形状较好,孔径为80-150μm的泡沫炭产品,其晶体参数N、La、Lc和d002分别为10、2.5nm、2.31nm和0.3476nm。　　 导热性是中间相沥青泡沫炭的重要性能之一。本文主要讨论了中间相沥青泡沫炭的基体导热、空隙间气体对流传热和空隙表面辐射传热三方面因素对泡沫炭导热能力的影响,并建立了数学模型,定性解释了本工作中不同炭化程度和密度泡沫炭导热系数的变化规律。实验结果发现:中间相沥青泡沫炭基体导热能力对泡沫炭块的导热贡献最大,泡沫炭晶体发育程度决定了泡沫炭基体的导热能力,从而主导泡沫炭的导热能力。因此,在设计中间相沥青泡沫炭导热系数时,应将影响泡沫炭晶体的因素列为重点考虑对象。