[发明专利]一种热萃取煤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热萃取煤的方法，具体说是一种工业级国标溶剂的应用及热萃取煤制备超纯煤的方法，属于化工技术领域。

背景技术

煤的溶剂萃取是煤化学研究的主要内容之一，其研究不但具有重要的理论意义，同时具有实际的应用价值。早在20世纪初，人们就相继采用溶剂萃取法试图从炼焦煤中分离出粘结性组分。随后大量的研究工作转向通过研究溶剂萃取物来阐明煤的结构，从分子水平研究煤，揭示煤中有机物分子结构。对于烟煤，使用极性溶剂在其沸点状态下可以获得很高的萃取收率，如：Toshimasa等使用强极性的N-甲基吡咯烷酮作为溶剂(Toshimasa Takanohashi, Takahiro Shishido, Hiroyuki Kawashima, Ikuo Saito. Fuel, 2008, 87: 592–598)，在它的沸点202℃下，萃取产率可达74％以上，萃取物的灰含量小于1000×10^-6。Miura等（Miura K, Shimada M, Mae K, Huan H. Fuel, 2001, 80(11):1573）发明了一种通过溶剂热萃取从煤中制取洁净燃料的方法，这种方法使用一种流动型的萃取器，在350℃时使用四氢萘作为溶剂时烟煤的萃取率可达65%～80％，当使用极性的酚油作为溶剂时褐煤和次烟煤的萃取率可达80％。Yoshida等（Yoshida T, Li T, Takanohashi C, et a1. Fuel Processing Technology, 2004, 86(1): 61-72）在粗甲基萘油中添加少量的含氮极性溶剂作为热萃取剂，在360℃的热萃取条件下有些低阶烟煤的热萃取率可达80%。Okuyama等（Okuyama N, Deguehi T, Shimasaki K. Proceedings of the 17th Annual International Pittsburgh Coal Conference [C], 2000）研究了近20种低阶煤在1-甲基萘中热萃取性能，发现有些煤种的热萃取率可高达70%以上。卢田隆一等（卢田隆一. 燃料与化工, 2008, 39(6): 54-63）以非极性萘满为萃取溶剂，在350℃和10MPa的条件下对煤进行萃取。烟煤采用该法可萃取65％～80％，萃取物在高温下的溶解成分分为室温析出成分和溶解成分，且萃取物几乎不含灰分。针对萃取物所具有的显著熔融性，混合萃取物和非、弱粘结煤，进行结焦试验（Toshimasa Takanohashi, Takahiro Shishido, Ikuo Saito. Energy & Fuels, 2008, 22(3): 1779–1783），所得碳化物的强度比原煤碳化物的强度大，预示了只用非、弱粘结煤炼焦的可能。

国内关于煤的溶剂热萃取的研究非常少。煤炭科学研究总院（石智杰, 张胜振, 邢凌燕等. 煤炭转化, 2009，32(1): 34-39）利用煤液化衍生油作为煤的热萃取溶剂，在热萃取装置上研究了大唐胜利褐煤等低阶煤的热萃取性能。煤的热萃取率随温度升高而明显增加，由340℃时的18.7% 增加到430℃时的59.5%，而固体热萃取物回收率在390℃时达到最高值32.4％。

现有煤的溶剂热萃取技术中所采用的溶剂，大多是一些纯溶剂、混合溶剂或是1-甲基萘等价格较高的溶剂，煤炭科学研究总院虽然利用煤液化衍生油作为煤的热萃取溶剂，但是其固体热萃取物回收率最高值仅为32.4％，并且对所用热萃取溶剂未做回收后再循环利用。因此，如何选用产量大、价格低的工业级溶剂作为煤的热萃取溶剂，使用后能够再循环利用，并且使煤的热萃取率及固体热萃取物回收率提高，是解决问题的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热萃取煤的方法，它热萃取率较高、纯煤质量好，并且使用的萃取溶剂可回收循环使用，生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一种热萃取煤的方法，它包括以下步骤：

a、将煤粉碎至粒度≦200μm，在100～150℃条件下干燥12～96小时备用。

b、将步骤a所得煤粒和溶剂充分混合后加入高压反应釜中，所述煤粒和溶剂按质量与体积比为1:2～12，所述溶剂为工业级国标洗油。