一種煤熱溶物的分級制備方法技術

本發明專利技術提供一種煤熱溶物的分級制備方法，屬于煤化工領域。該制備方法具體步驟是：將煤與有機溶劑混合，在惰性氣體氛圍下360℃進行熱溶處理，熱溶處理的煤有機溶劑混合物在室溫下離心并用熱溶溶劑洗滌，分離回收離心洗滌溶液中的有機溶劑，得到室溫可溶的煤熱溶物；用N,N?二甲基甲酰胺溶劑在室溫下對固體殘余物再進行離心洗滌，分離回收離心洗滌溶液中的N,N?二甲基甲酰胺溶劑，得到室溫沉積的煤熱溶物。本發明專利技術所提供的煤熱溶物的分級制備方法，實現了對煤熱溶物的分級制取，制備過程無需特定的熱過濾分離處理設備、工藝簡單且成本較低，適合工業化生產，煤熱溶物的分級提取還有助于對煤熱溶物的后續加工利用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于煤化工
，具體涉及煤熱溶物的制備。
技術介紹
通過熱溶分離煤中的有機化合物以得到煤熱溶物(無灰煤)是近年來國內外研究開發出的一種重要潔凈煤利用技術，利用煤熱溶物低灰分的特性，可直接將其噴入燃氣輪機以燃燒發電，還可實現煤的高效催化加氫液化(Fuel,2015,139,516-522.EnergyFuels,2009,23,3652-3657.)以及低溫催化氣化(EnergyFuels,2009,23,1888-1895.)，因此，通過制取煤熱溶物是實現煤炭資源的潔凈轉化和高效利用的有效技術路線。目前煤熱溶物的制備方法大多是先對煤進行熱溶處理(高溫萃取)，然后通過熱過濾得到煤熱溶物溶液，最后分離溶劑得到煤熱溶物，該方法制備過程要求特定的熱過濾裝置，對煤熱溶物制備的實際應用特別是工業化生產有著一定的限制；另外，該方法難以進行煤熱溶物分級提取，事實上，煤經熱溶處理后，存在室溫可溶及室溫沉積兩種煤熱溶物，且這兩種煤熱溶物的化學組成及結構有著較大差別，適合進行不同后續加工利用(EnergyFuels,2015,29,1279-1294.)。
技術實現思路
為克服現有技術的不足，本專利技術提出了一種煤熱溶物的分級制備方法，以期該方法一方面不需要特定的熱過濾裝置，易于工業化生產；另一方面還能對熱溶物進行分級提取，有利于實現對煤熱溶物的后續加工利用。為實現上述目的，本專利技術提供的煤熱溶物的分級制備方法具體包括以下步驟：A)將煤與有機溶劑置于高壓反應釜中，其中：以g計的煤的質量數與以ml計的有機溶劑體積數的比值是1:15～60；在惰性氣體氛圍下360℃攪拌反應2～4h，冷卻至室溫得到熱溶處理的煤有機溶劑混合物。所述步驟A中的有機溶劑為甲苯、1-甲基萘、甲基萘油、1-甲基萘混合甲醇和1-甲基萘混合乙醇中的任一種。B)將上述熱溶處理的煤有機溶劑混合物室溫下離心并用有機溶劑洗滌，分別得到固體殘余物1和有機溶液1，分離回收有機溶液1中的有機溶劑，得到室溫可溶的煤熱溶物，以煤熱溶物1表示，回收的有機溶劑循環再使用。所述步驟B中的有機溶劑為甲苯、1-甲基萘、甲基萘油、1-甲基萘混合甲醇和1-甲基萘混合乙醇中的任一種。C)將上述固體殘余物1室溫下用N,N-二甲基甲酰胺溶劑進行離心洗滌，分別得到固體殘余物2和有機溶液2，分離回收有機溶液2中的溶劑，得到室溫沉積的煤熱溶物，以煤熱溶物2表示，回收的溶劑循環再使用。作為一種優化，所述步驟A中的煤是褐煤和肥煤中的任一種。作為一種優化，所述步驟A中的有機溶劑為1-甲基萘混合甲醇。作為一種優化，所述步驟B中的有機溶劑為1-甲基萘。與現有技術相比，本專利技術具有以下技術效果：1)無需特定的熱過濾分離處理設備、工藝簡單且成本較低，很適合工業化生產；2)煤熱溶物實現分級制取，制得室溫可溶及室溫沉積兩種煤熱溶物，有助于對煤熱溶物的后續加工利用。具體實施方式為了進一步說明本專利技術，例舉以下實施例，但它并不限制各權利要求所定義的專利技術范圍。實施例1稱取10.0g褐煤，按溶劑體積(ml)/煤質量(g)比為15與1-甲基萘溶劑混合，置于200mL高壓反應釜，用99.99％N2置換高壓反應釜中的空氣后，于360℃、600r/min轉速下恒溫熱溶處理2h。冷卻至室溫，將熱溶處理的煤有機溶劑混合產物進行離心分離，得到固體殘余物1和有機溶液1，固體殘余物1先后用1-甲基萘和正己烷進行洗滌，得到固體殘余物2和洗滌液，收集有機溶液1與洗滌液，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫可溶煤熱溶物，以煤熱溶物1表示；固體殘余物2用N-N-二甲基甲酰胺(DMF)進行洗滌，收集有機溶液2，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫沉積煤熱溶物，以煤熱溶物2表示。分級制取的褐煤熱溶物收率見表1。實施例2稱取5.0g褐煤，按溶劑體積(ml)/煤質量(g)比為30與1-甲基萘溶劑混合，置于200mL高壓反應釜，用99.99％N2置換高壓反應釜中的空氣后，于360℃、600r/min轉速下恒溫熱溶處理3h。冷卻至室溫，將熱溶處理的煤有機溶劑混合產物進行離心分離，得到固體殘余物1和有機溶液1，固體殘余物1先后用1-甲基萘和正己烷進行洗滌，得到固體殘余物2和洗滌液，收集有機溶液1與洗滌液，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫可溶煤熱溶物，以煤熱溶物1表示；固體殘余物2用N-N-二甲基甲酰胺(DMF)進行洗滌，收集有機溶液2，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫沉積煤熱溶物，以煤熱溶物2表示。分級制取的褐煤熱溶物收率見表1。實施例3稱取2.5g褐煤，按溶劑體積(ml)/煤質量(g)比為60與1-甲基萘溶劑混合，置于200mL高壓反應釜，用99.99％N2置換高壓反應釜中的空氣后，于360℃、600r/min轉速下恒溫熱溶處理4h。冷卻至室溫，將熱溶處理的煤有機溶劑混合產物進行離心分離，得到固體殘余物1和有機溶液1，固體殘余物1先后用1-甲基萘和正己烷進行洗滌，得到固體殘余物2和洗滌液，收集有機溶液1與洗滌液，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫可溶煤熱溶物，以煤熱溶物1表示；固體殘余物2用N-N-二甲基甲酰胺(DMF)進行洗滌，收集有機溶液2，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫沉積煤熱溶物，以煤熱溶物2表示。分級制取的褐煤熱溶物收率見表1。實施例4稱取5.0g褐煤，按溶劑體積(ml)/煤質量(g)比為30與1-甲基萘添加甲醇(甲醇/1-甲基萘＝0.1；質量比)溶劑混合，置于200mL高壓反應釜，用99.99％N2置換高壓反應釜中的空氣后，于360℃、600r/min轉速下恒溫熱溶處理3h后。冷卻至室溫，將熱溶處理的煤有機溶劑混合產物進行離心分離，得到固體殘余物1和有機溶液1，固體殘余物1先后用1-甲基萘和正己烷進行洗滌，得到固體殘余物2和洗滌液，收集有機溶液1與洗滌液，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫可溶煤熱溶物，以煤熱溶物1表示；固體殘余物2用N-N-二甲基甲酰胺(DMF)進行洗滌，收集有機溶液2，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫沉積煤熱溶物，以煤熱溶物2表示。分級制取的褐煤熱溶物收率見表1。實施例5稱取5.0g褐煤，按溶劑體積(ml)/煤質量(g)比為30與1-甲基萘添加甲醇(甲醇/1-甲基萘＝0.1；質量比)混合溶劑混合，置于200mL高壓反應釜，用99.99％N2置換高壓反應釜中的空氣后，于360℃、600r/min轉速下恒溫熱溶處理2h，冷卻至室溫，將熱溶處理的煤有機溶劑混合產物進行離心分離，得到固體殘余物1和有機溶液1，固體殘余物1先后用1-甲基萘和正己烷進行洗滌，得到固體殘余物2和洗滌液，收集有機溶液1與洗滌液，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫可溶煤熱溶物，以煤熱溶物1表示；將得到固體殘余物2，重復上述操作，進行二次熱溶。最后固體殘余物用N-N-二甲基甲酰胺(DMF)進行洗滌，收集有機溶液2，減壓蒸餾回收溶劑，得到的固體產物為室溫沉積煤熱溶物，以煤熱溶物2表示。二次熱溶處理的分級熱溶物收率見表1。實施例6稱取5.0g肥煤，按溶劑體積(ml)/煤質量(g)比為30與1-甲基萘溶劑混合，置于200mL高壓反應釜，用99.99％N2置換高壓反應釜中的空氣后，于360℃、600r本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤熱溶物的分級制備方法，其特征在于包括以下步驟：A)將煤與有機溶劑置于高壓反應釜中，在惰性氣體氛圍下360℃攪拌反應2～4h，冷卻至室溫得到熱溶處理的煤有機溶劑混合物；所述煤以克計的質量數與有機溶劑以毫升計的體積數的比值是1:15～60；所述步驟A中的有機溶劑為甲苯、1?甲基萘、甲基萘油、1?甲基萘混合甲醇和1?甲基萘混合乙醇中的任一種；B)將上述熱溶處理的煤有機溶劑混合物室溫下離心并用有機溶劑洗滌，分別得到固體殘余物1和有機溶液1，分離回收有機溶液1中的有機溶劑，得到室溫可溶的煤熱溶物，以煤熱溶物1表示，回收的有機溶劑循環再使用；所述步驟B中的有機溶劑為甲苯、1?甲基萘、甲基萘油、1?甲基萘混合甲醇和1?甲基萘混合乙醇中的任一種；C)將上述固體殘余物1室溫下用N,N?二甲基甲酰胺溶劑進行離心洗滌，分別得到固體殘余物2和有機溶液2，分離回收有機溶液2中的溶劑，得到室溫沉積的煤熱溶物，以煤熱溶物2表示，回收的溶劑循環再使用。

【技術特征摘要】
1.一種煤熱溶物的分級制備方法，其特征在于包括以下步驟：A)將煤與有機溶劑置于高壓反應釜中，在惰性氣體氛圍下360℃攪拌反應2～4h，冷卻至室溫得到熱溶處理的煤有機溶劑混合物；所述煤以克計的質量數與有機溶劑以毫升計的體積數的比值是1:15～60；所述步驟A中的有機溶劑為甲苯、1-甲基萘、甲基萘油、1-甲基萘混合甲醇和1-甲基萘混合乙醇中的任一種；B)將上述熱溶處理的煤有機溶劑混合物室溫下離心并用有機溶劑洗滌，分別得到固體殘余物1和有機溶液1，分離回收有機溶液1中的有機溶劑，得到室溫可溶的煤熱溶物，以煤熱溶物1表示，回收的有機溶劑循環再使用；所述步驟B中的有機...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任世彪，姜濤，水恒福，雷智平，王知彩，
申請(專利權)人：安徽工業大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34