CN103642523B - 一种褐煤蜡的高效提取溶剂组合物及提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种褐煤蜡的高效提取溶剂组合物及提取方法，提取溶剂组合物包括混合提取剂和表面活性剂，其中混合提取剂为体积百分比99.95~99.99%，余量为表面活性剂，总量为100%；所述的提取方法是以所述的提取溶剂组合物为溶剂，采用罐组间接式或槽带筛连续式褐煤蜡提取方法，原料煤的水分控制在16~22%，罐组间接式的煤粒度为1~8mm，槽带筛连续式的煤粒度为0.2~5mm。本发明以酯类与芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中一种或多种混合，与表面活性剂组合成提取溶剂组合物，作为提取溶剂能显著改善褐煤蜡的提取效率，使产蜡率大幅度提升，同时能明显改善褐煤蜡的产品质量，提高生产效率。本发明提取溶剂组合物具有沸点低易于回收（节能）、毒性低有利于改善生产环境，产品绿色环保。

Description

一种褐煤蜡的高效提取溶剂组合物及提取方法

技术领域

本发明属于褐煤蜡提取技术领域，具体涉及一种提取效率高、产品质量好、生产能耗少、环境友好、经济效益显著的褐煤蜡的高效提取溶剂组合物及提取方法。

背景技术

褐煤中的天然蜡是一种重要的化工原料，在许多领域中都有广泛的应用，具有较好的经济提取价值。传统的褐煤蜡提取工艺普遍采用苯、甲苯、二者复配而成的溶剂组合物或苯系溶剂与汽油等复配而成的溶剂组合物作为提取剂，存在提取效率不高，产品质量差，能耗高，溶剂毒性大，环境污染严重，经济效益不理想的问题。因此，研发一种提取效率高，产品质量好，生产能耗少，经济效益显著且对环境友好的褐煤蜡提取溶剂组合物及配套的提取方法，将有利于进一步提高褐煤蜡生产经济性，扩大褐煤蜡的应用领域，具有较好的推广的应用价值。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种提取效率高、产品质量好、生产能耗少、环境友好、经济效益显著的褐煤蜡的提取溶剂组合物，第二目的在于提供一种利用上述提取溶剂组合物提取褐煤蜡的方法。

本发明的第一目的是这样实现的，包括混合提取剂和表面活性剂，其中混合提取剂为体积百分比99.95~99.99%，余量为表面活性剂，总量为100%。

作为优选技术方案：

所述混合提取剂包括酯类与芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中一种或几种的混合溶剂，其中酯类溶剂体积百分比为10~50%，余量为芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中的一种或几种，总量为100%。

所述的酯类溶剂为甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯中的一种或几种。

所述的芳香烃溶剂为苯和/或甲苯；所述的环烷烃溶剂为环戊烷、环己烷、工业环己烷中的一种或几种；所述的直链烃溶剂为正己烷、庚烷、辛烷、工业己烷、6号溶剂油、120号溶剂油、轻汽油中的一种或几种。

所述的表面活性剂为亲油性含氟表面活性剂。

所述的亲油性含氟表面活性剂为氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯、氟壬酸芳香烃酯中的一种或几种。

本发明的第二目的是这样实现的，以所述的提取溶剂组合物为溶剂，褐煤蜡采用罐组间歇式或槽带筛连续式提取方法，原料煤的水分控制在16~22%，罐组间接式的煤粒度为1~8mm，槽带筛连续式的煤粒度为0.2~5mm。

本发明以酯类与芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中一种或多种混合，与表面活性剂组合成提取溶剂组合物，作为提取溶剂能显著改善褐煤蜡的提取效率，使产蜡率大幅度提升，同时能够提高褐煤蜡的产品质量，从而改善生产效率。由于提取溶剂组合物的沸点低于传统提取剂，溶剂回收时能耗更低、回收更快，不仅提高了生产效率，也节约了大量的生产成本。提取溶剂组合物的毒性低，有利于改善操作环境的安全性，也有利于产品更加绿色环保。经生产实践发现，采用提取溶剂组合物生产出的褐煤蜡，产蜡率提高了30~50%，蜡的颜色变浅，纯蜡含量明显提高，树脂和地沥青含量有效降低，酸值和皂化值提高，质量更加稳定，具有较高的市场价值，经济效益显著。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换，本发明均落入本发明的保护范围。

本发明所述的褐煤蜡高效提取溶剂组合物，包括混合提取剂和表面活性剂，其中混合提取剂为体积百分比99.95~99.99%，余量为表面活性剂，总量为100%。

作为优选实施方式：

所述混合提取剂包括酯类与芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中一种或几种的混合溶剂，其中酯类溶剂体积百分比为10~50%，余量为芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中的一种或几种，总量为100%。

所述的酯类溶剂为甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯中的一种或几种。

所述的芳香烃溶剂为苯和/或甲苯；所述的环烷烃溶剂为环戊烷、环己烷、工业环己烷中的一种或几种；所述的直链烃溶剂为正己烷、庚烷、辛烷、工业己烷、6号溶剂油、120号溶剂油、轻汽油中的一种或几种。

所述的表面活性剂为亲油性含氟表面活性剂。

所述的亲油性含氟表面活性剂为氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯、氟壬酸芳香烃酯中的一种或几种。

本发明所述的方法是以所述的提取溶剂组合物为溶剂，褐煤蜡采用罐组间歇式或槽带筛连续式提取方法，原料煤的水分控制在16~22%，罐组间接式的煤粒度为1~8mm，槽带筛连续式的煤粒度为0.2~5mm。

作为优选实施方式：

所述的罐组间歇式提取方法采用三罐或六罐串联。

所述的罐组间歇式提取方法中溶剂进入萃取前先行预热处理。

所述的槽带筛连续式提取方法中煤先预热至60~80℃，溶剂预热至70~90℃。

本发明的工作原理：

本发明采用的提取溶剂组合物由混合提取剂和表面活性剂组成，由于混合提取剂的介电常数与褐煤蜡更接近，有利于褐煤蜡的溶解，而混合提取剂所具有的亲核性也有利于其对褐煤粒的浸润和渗透，降低煤、蜡之间的结合力，从而提高了褐煤蜡的溶解度。添加的表面活性剂为氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯、氟壬酸芳香烃酯一种或几种，能够降低混合提取剂的粘度和表面张力，增强混合提取剂在褐煤粒中的渗透性和扩散速度，同时在蜡和煤之间形成定向吸附（类似洗涤原理）。在表面活性剂、混合提取剂的协同作用下，褐煤蜡的提取效率明显提高，产蜡率显著增加，从而提高了生产效率。采用本发明的提取溶剂组合物可以应用于现有技术的褐煤蜡生产工艺中，工艺设备无需改动，直接采用提取溶剂组合物替换原有溶剂，并在生产实际操作过程中对有些工艺参数加以适当调整便可实现。采用本发明的提取溶剂组合物及相应的提取方法生产出的褐煤蜡颜色变浅，纯蜡含量明显提高，树脂和地沥青含量有效减少，酸值和皂化值提高幅度较大，质量更加稳定，具有较高的市场价值，经济效益显著。

本发明的溶剂适用于现有技术的所有褐煤蜡提取方法，只是替换现有技术的溶剂。现有技术中常用的为罐组间歇式和槽带筛连续式提取方法，所述的罐组间歇式提取方法是将粒度1~8mm的煤加入串联设置的萃取罐中，可以采用三罐或六罐串联形式，然后加入本发明的溶剂加温萃取（溶剂可以先预热处理），富含蜡溶液经固液分离后，直接进入蒸发系统回收溶剂，褐煤蜡脱溶后送去成型，残煤从萃取罐底部排出；所述的槽带筛连续式提取方法是将粒度0.2~5mm的煤预热至60～80℃送入槽带筛连续式浸取装置中，煤层随着装置运动，本发明溶剂（可以预热至70~90℃）逆流喷淋煤层，溶剂浸透煤层形成富蜡溶剂，然后溶剂循环浸取煤层，获得褐煤蜡含量高的溶剂送入两级蒸发系统回收溶剂，褐煤蜡脱溶后送去成型，残煤从萃取罐底部排出。

实施例1

取体积百分比99.95%的混合提取剂，0.05%的表面活性剂氟壬酸乙酯；混合提取剂中体积百分比10%为甲酸丙酯、90%为苯。

实施例2

取体积百分比99.96%的混合提取剂，0.04%的表面活性剂氟壬酸丙酯；混合提取剂中体积百分比20%为甲酸异丙酯、80%为甲苯。

实施例3

取体积百分比99.97%的混合提取剂，0.03%的表面活性剂氟壬酸丁酯；混合提取剂中体积百分比30%为甲酸丁酯、70%为环戊烷。

实施例4

取体积百分比99.98%的混合提取剂，0.02%的表面活性剂氟壬酸芳香烃酯；混合提取剂中体积百分比40%为乙酸乙酯、60%为环己烷。

实施例5

取体积百分比99.99%的混合提取剂，0.01%的表面活性剂氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯的重量比1:1混合物；混合提取剂中体积百分比50%为乙酸正丙酯、50%为工业环己烷。

实施例6

取体积百分比99.98%的混合提取剂，0.02%的表面活性剂氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯、氟壬酸芳香烃酯的重量比1:1:2混合物；混合提取剂中体积百分比10%为乙酸异丙酯、90%为正己烷。

实施例7

取体积百分比99.97%的混合提取剂，0.03%的表面活性剂氟壬酸丁酯、氟壬酸芳香烃酯的重量比2:1混合物；混合提取剂中体积百分比20%为乙酸异丁酯、80%为庚烷。

实施例8

取体积百分比99.96%的混合提取剂，0.04%的表面活性剂氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯的重量比1:3:1混合物；混合提取剂中体积百分比30%为乙酸仲丁酯、70%为辛烷。

实施例9

取体积百分比99.95%的混合提取剂，0.05%的表面活性剂氟壬酸丙酯、氟壬酸芳香烃酯的重量比4:1混合物；混合提取剂中体积百分比40%为甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯的重量比1:1:1混合物、60%为工业己烷。

实施例10

取体积百分比99.96%的混合提取剂，0.04%的表面活性剂氟壬酸乙酯、氟壬酸芳香烃酯的重量比1:6混合物；混合提取剂中体积百分比50%为甲乙酸乙酯、乙酸正丙酯的重量比1:5混合物、50%为6号溶剂油。

实施例11

取体积百分比99.97%的混合提取剂，0.03%的表面活性剂氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯的重量比3:2混合物；混合提取剂中体积百分比15%为乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯的重量比1:1:6混合物、85%为120号溶剂油。

实施例12

取体积百分比99.98%的混合提取剂，0.02%的表面活性剂氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯的重量比2:3:2混合物；混合提取剂中体积百分比25%为甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯的重量比1:1:6:1混合物、75%为轻汽油。

实施例13

取体积百分比99.99%的混合提取剂，0.01%的表面活性剂氟壬酸乙酯、氟壬酸丁酯的重量比5:2混合物；混合提取剂中体积百分比35%为甲酸丁酯、乙酸异丙酯的重量比1:1混合物、65%为苯、甲苯的重量比3:2混合物。

实施例14

取体积百分比99.95%的混合提取剂，0.05%的表面活性剂氟壬酸乙酯；混合提取剂中体积百分比25%为乙酸乙酯、75%为甲苯。

实施例15

取体积百分比99.96%的混合提取剂，0.04%的表面活性剂氟壬酸丁酯；混合提取剂中体积百分比50%为甲酸丁酯、乙酸乙酯的重量比1:1混合物、50%为甲苯、环戊烷、正己烷、的重量1:1:1:3混合物。

实施例16

以实施例4中提取溶剂组合物为溶剂，采用罐组间接式褐煤蜡提取方法，三罐串联；溶剂先行预热处理，原料煤的水分控制在16~22%，煤粒度为1~8mm。

实施例17

以实施例14中提取溶剂组合物为溶剂，采用槽带筛连续式褐煤蜡提取方法，原料煤的水分控制在16~22%，煤粒度为0.2~5mm；提取时煤先预热至60~80℃，溶剂预热至70~90℃。

实施例18

采用实施例16、17的方法提取褐煤蜡与苯为溶剂的提取效果对比试验，内蒙古赤峰褐煤蜡厂采用实施例17、云南寻甸褐煤蜡厂采用实施例16。试验结果见下表：

本发明所述提取溶剂组合物与苯提取液褐煤蜡的提取效果对比

由表中数据可知，本发明的提取溶剂组合物能显著提高褐煤蜡的提取效率，比单独使用苯做提取剂的提取效率提高30%左右，蜡的质量也有相应的提高，树脂和地沥青含量均有效降低，纯蜡组分增加，经济效益显著。

实施例19

采用实施例16、17的方法提取褐煤蜡与苯为溶剂的提取褐煤蜡的经济效益对比试验，内蒙古赤峰褐煤蜡厂采用实施例17、云南寻甸褐煤蜡厂采用实施例16。试验结果为：

内蒙古赤峰褐煤蜡厂每吨干煤多产蜡12.5kg。浸取溶剂为苯，原料煤干基含蜡量4.0%，浸取后的残煤干基含蜡量按1%计，每吨蜡需要干煤近34吨。若采用本发明所述提取溶剂组合物，同样的煤量，可产蜡1.425吨，多产425kg。

云南寻甸褐煤蜡厂每吨干煤多产蜡22.6kg。浸取溶剂为苯，原料煤干基含蜡量5.0%，浸取后的残煤干基含蜡量按1%计，每吨蜡需要干煤近25吨。若采用本发明所述提取溶剂组合物，同样的煤量，可产蜡1.565吨，多产565kg。

结果表明，采用本发明取溶剂组合物与传统工艺中使用的苯或甲苯提取剂相比，在不增加其它生产投入的情况下，同样的煤量，内蒙古赤峰褐煤蜡厂可多产蜡425kg，云南寻甸褐煤蜡厂可多产蜡565kg，企业经济效益显著增加，因此，本发明所述提取溶剂组合物具有较好的市场推广前景。

本发明的特点：

1、由于调整了组分构成和配比，提取溶剂组合物的沸点低于传统提取剂（如甲苯等），减少了回收能耗及分离时间，节约了生产成本；

2、通过调整组份配比，提取溶剂组合物进一步降低了复配溶剂体系的毒性，有利于改善生产操作环境，产品绿色环保；

3、提取溶剂组合物的熔点低于传统提取剂（如苯），解决了低温环境褐煤蜡生产溶剂防冻问题。

Claims (5)

1.一种褐煤蜡的高效提取溶剂组合物，其特征是：包括混合提取剂和表面活性剂，其中混合提取剂为体积百分比99.95~99.99%，余量为表面活性剂，总量为100%；所述混合提取剂包括酯类与芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中一种或几种的混合溶剂，其中酯类溶剂体积百分比为10~50%，余量为芳香烃、环烷烃、直链烃溶剂中的一种或几种，总量为100%；所述的酯类溶剂为甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯中的一种或几种；所述的芳香烃溶剂为苯和/或甲苯；所述的环烷烃溶剂为环戊烷、环己烷、工业环己烷中的一种或几种；所述的直链烃溶剂为正己烷、庚烷、辛烷、工业己烷、6号溶剂油、120号溶剂油、轻汽油中的一种或几种；所述的表面活性剂为氟壬酸乙酯、氟壬酸丙酯、氟壬酸丁酯、氟壬酸芳香烃酯中的一种或几种。

2.一种利用权利要求1所述提取溶剂组合物提取褐煤蜡的方法，其特征在于以所述的提取溶剂组合物为溶剂，褐煤蜡采用罐组间歇式或槽带筛连续式提取方法，原料煤的水分控制在16~22%，罐组间歇式的煤粒度为1~8mm，槽带筛连续式的煤粒度为0.2~5mm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的罐组间歇式提取方法采用三罐或六罐串联。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的罐组间歇式提取方法中溶剂进入萃取前先行预热处理。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的槽带筛连续式提取方法中煤先预热至60~80℃，溶剂预热至70~90℃。