[发明专利]回收在煤的精制中需要的有机溶剂的方法

说明书

发明领域

一般而言，本发明涉及通过有机溶剂来精制煤，并涉及将煤与有机溶剂完全分离开的方法，该方法用于回收所述溶剂，该溶剂用于提取。

发明背景和现有技术

当前的方法操作涉及将煤与有机溶剂分离开。煤的有机精制或溶剂精制或溶剂提取是完善的技术。关于该主题，可获得大量的文献。然而，在大多数这些实例中，主要目的是提供用于生产灰分含量少于4％的特清洁煤或超清洁煤的方法。该母煤(原煤)的灰分含量为25％。探索性研究披露了在大气压下在回流条件下通过煤的该提取方法有可能提取50％的母煤。该煤含有差不多4％的灰分。

超清洁煤的产率和灰分含量是令人满意的，这鼓励了将方法放大至工作台规模的装置，除产率以外，主要的关注因素是方法的经济可行性。该方法消耗大量的热进行提取。再者，溶剂的回收通过消耗大量的热来实现。以上两种热输入的结合使得方法趋于不可行。现在，如果优先布置这两种热消耗，则用于提取的热消耗已经出现，因为提取方法仅依赖于提取温度，所以这是通常称之为热提取的原因。因此，只有使用于溶剂回收的热需求最少化。因此，使溶剂回收的设计有效化或最佳化，由此使用于溶剂回收的热需求最少化，并因此建立方法的经济性。

发明目的

为了克服现有技术的缺陷，采取以下创新性弥补措施：

本发明的主要目的是提出一种回收在煤的精制中需要(用于提取)的有机溶剂的方法。

本发明的另一目的是提出一种在使所需能量最少化的情况下将煤与有机溶剂尽可能完全分离的创新性方法。

本发明的再一目的是介绍技术经济的煤选矿化学方法而不使用任何蒸发单元来生产清洁煤的，并提高溶剂的回收。

发明概述

根据创新性设计，通过超滤从“煤提取物”中分离煤。“煤提取物”是通过使用有机溶剂对煤进行热处理而形成的。然后，将热煤“煤提取物”冷却，并使其穿过直径为0.2微米或可以小于该值的膜。来自膜的滤液不含有煤，这通过加入水来证实。如果渗透液包含煤，则加入水的话，煤发生沉淀，否则沉淀根本不发生。该观测有力地证实了在渗透液中不存在煤。证明了“煤提取物”能够通过膜操作很好地得以分离，并且其产生作为膜的渗透液的纯溶剂和膜的顶部的稠的澄清溶液，然后将该澄清溶液送至用于普通操作的其它单元。已经开发出新的方法，其非常灵活地以令人满意的产率生产具有期望灰分水平(0.1-10％)的清洁煤。

附图简述

图1示意性地示出了根据本发明的方法的操作。

发明详述

现在，将借助于关于本发明的示例性实施方案示出的附图来描述本发明。然而，可以有若干其它实施方案，将所有这些实施方案视为被本说明书所涵盖。

I)原料制备区1

在原料制备区中，在煤中充分地混合煤、溶剂和共溶剂。在原料制备区中，保持煤与溶剂之比为1∶18。

II)提取区2

然后，将煤浆泵送至反应器。在反应器中，通过使热的热流体循环来保持大约200℃至250℃的温度。在反应器内部，通过产生大约2atm至4atm的高压来保持高压。高压使得溶剂的沸点升高。在反应器中的停留时间可以从1小时变至1.5小时，即取决于方法的技术经济性及其对于给定煤的特定要求。然后，将提取的煤-溶剂混合物供给到高温过滤器。将残留物从过滤器取走并送至产物和残留物洗涤区，并将滤液送至溶剂回收区。

III)溶剂回收区3

然后，将含有煤提取物的滤液供给到用于超滤的膜单元。在膜单元中，借助于高压泵进行过滤，且从膜收集到的渗透液不含有煤，这通过在渗透液中加入水而没有观测到进一步的沉淀来证实。因而，通过引入膜，在不施加任何热的情况下，进一步收集80％的溶剂。然后，将来自膜的稠的澄清液供给到沉淀槽，在那里因为水作为抗溶剂，所以煤沉淀下来。

因为已经除去80％的溶剂，所以在沉淀槽中所需的水量非常少。该浆料(水+溶剂+煤)通过另一转鼓式过滤器进行过滤，然后将超清洁煤送至产物洗涤单元。滤液包含水和有机混合物，将其供给到蒸馏单元，并分离出水和19％的有机溶剂。因而，该方法使我们得到几乎99％的溶剂回收率，且能耗可以忽略，从而建立方法经济性。

IV)最终产物和残留物洗涤区4

最后的操作单元是产物和残留物洗涤单元。在这里充分洗涤从溶剂回收区收集的超清洁煤，并储存起来。适当地洗涤从提取区收集的残留物以除去痕量的溶剂，并储存起来，以备后用。

因而以这种方式，实现了具有所声称的99％溶剂回收率且能量需求最小的整个方法操作，并得到50％的超清洁煤，该超清洁煤的灰分百分比少于4％。

以下光密度结果支持所述事实：