CN105713635A - 一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法，将非芳烃溶剂与芳香烃溶剂按重量比为1:1~1.5的比例进行混合，制得混合溶剂；将煤焦油与上述混合溶剂按照质量比1:0.25~0.5进行混合，机械搅拌10~20min混合均匀制成混合油；将混合油加热至80~100℃，保温静置5~24h，取65%~80%的上层液体得到喹啉不溶物含量为0.02%~1.65%的净化煤焦油。本发明工艺简单、操作便捷、溶剂用量少成本低，净化后的煤焦油可以用作生产浸渍剂沥青、中间相沥青、针状焦、碳纤维等的原料。

Description

一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种煤化工中的煤焦油，具体来说是一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法。
背景技术
随着国内煤沥青市场的日趋饱和，煤焦油加工企业开始在煤沥青深加工利用方面加大投入。但煤系针状焦、煤沥青基碳纤维、煤沥青浸渍剂和中间相沥青的生产制备都需要低喹啉不溶物含量的净化煤沥青原料，浸渍剂沥青要求沥青中的喹啉不溶物含量在0.5~2wt.%，而煤焦油中以原生喹啉不溶物为代表的杂质会严重妨碍上述优质高附加值煤沥青产品的制取，有必要对煤焦油或者煤沥青进行净化处理。而相对于从煤焦油蒸馏产物煤沥青的净化处理而言，直接从煤焦油中脱除喹啉不溶物的净化工艺路线更经济易行。
目前，已有的煤焦油净化脱除喹啉不溶物的方法主要有：热过滤法、重力沉降法、离心分离法、静电分离法等。热过滤法分离效果好能够满足工业要求，但对滤网要求比较苛刻，工业投入成本大。离心分离法分离效率高，但处理量小，对装置要求高，能源消耗大。静电分离法分离效率高，但静电分离电压较低影响分离效果，多级静电分离成本增加。其中，重力沉降法操作简单，但已报道的工艺过程分离效率低，使用单一重力沉降分离效果不理想。
专利CN101838549A中将煤焦油与柴油、煤油等按照质量比1:1~1:4混合并加热到60~150℃预分离之后，需再进行连续离心分离，分离出可溶物和含杂质的不溶物。操作步骤分两步，无形中增加了操作成本和能耗，而且需要离心分离，对设备要求高，且处理量小，另外其所用的溶剂柴油、煤油等用量大，且溶剂对煤焦油中的有效组分溶解性差，影响后期沥青的品质。
专利CN103194253A中将脱水脱渣后的煤焦油与混合溶剂按质量比1:0.8~2.5均匀混合，在0.6~1MPa下加热至60~160℃静置分离后分离出混合溶剂可溶物和不溶物，将可溶物在常压，100~130℃下蒸馏分离得到净化的煤焦油。操作步骤复杂，静置分离之后还需要二次蒸馏才能获得净化的煤焦油，同时所用的溶剂太多，增加了成本和能耗，而且所用的溶剂乙醇对煤焦油中的稠环芳烃溶解性差，在蒸馏过程中还影响煤焦油的组成，进而影响沥青的收率以及其他技术指标如结焦值等。
综上所述，现有的技术中通过添加溶剂脱除煤焦油中的喹啉不溶物的方法需要大量的溶剂，溶剂用量过多使得在蒸馏过程中溶剂难脱除，降低了沥青的品质和收率，且操作过程中温度都在100℃以上而且需要二次操作才能达到净化的效果，操作复杂，对设备要求高，成本增加。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法，所述的这种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法要解决现有技术中的通过添加溶剂脱除煤焦油中的喹啉不溶物的方法中溶剂难脱除，会降低沥青的品质和收率的技术问题。
本发明提供了一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法，包括如下步骤：
1)将非芳烃溶剂与芳香烃溶剂按重量比为1:1~1.5的比例进行混合，制得混合溶剂；
2)将煤焦油与上述混合溶剂按照质量比1:0.25~0.5进行混合，机械搅拌10~20min混合均匀制成混合油；
3)将混合油加热至80~100℃，保温静置5~24h，取65%~80%的上层液体得到喹啉不溶物含量为0.02%~1.65%的净化煤焦油。
进一步的，所述的芳香烃溶剂为脱酚油或者洗油的任意一种或者两种按照任意比例的组合，其中洗油和脱酚油为煤焦油精馏过程中的馏分，其中洗油初馏点为230℃，沸程230~310℃，脱酚油初馏点在170℃，馏程范围170~210℃。
进一步的，所述的非芳烃溶剂是煤焦油精馏过程中产生的馏分，初馏点为50℃，馏程范围在40~100℃之间，其密度为0.79~0.83g/cm3。
进一步的，所述的非芳烃溶剂中占质量百分比浓度90wt.%以上的产品为正己烷、环己烷、和甲基环己烷组成的烃类混合物。
本发明用非芳烃和芳烃作为混合溶剂，通过操作简单的重力沉降法脱除煤焦油中的喹啉不溶物，获得清液和沉渣，将上层清液取出减压蒸馏得到净化的沥青，溶剂回收再用。这种方法溶剂用量少成本低，脱除喹啉不溶物的同时有效的保留了煤焦油中的有效组分，不影响煤焦油和沥青的收率和其他技术指标。整个操作过程不需要加压，操作温度在100℃以下，很大程度上减少燃料和动力能耗，而且脱除煤焦油中喹啉不溶物效果显著，是一种能进行大规模生产并可持续操作的工艺方法。
由于采用上述技术方案使本技术发明有如下优点和效果：
1、煤焦油与混合溶剂按照质量比1:0.25~0.5，溶剂的质量占总溶液质量的20~33%，相比于其他沉降方法，溶剂用量大大减少，在一定程度上节约了很大的成本。
2、相较于其他溶剂，本方法所用的非芳烃、洗油、脱酚油，在有效的脱除煤焦油中喹啉不溶物的同时，保留了煤焦油的有效组分，不影响沥青的收率和其他技术指标。沸点低，在蒸馏过程中很容易被脱除，便于溶剂回收利用，经济环保。
3、整个操作温度仅仅只需要80~100℃，无需加压和高温处理，在这个温度下煤焦油黏度很低又不会扰动，大大提高了溶剂的萃取分离效率，对整个设备来说降低了能耗，工艺简单。最终所得到的煤焦油中的喹啉不溶物含量可达0.02%~1.65%，脱除效果显著。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的工艺简单、操作便捷、溶剂用量少成本低，最终可以得到喹啉不溶物含量为0.02%~1.65%的净化煤焦油，净化后的煤焦油可以用作生产浸渍剂沥青、中间相沥青、针状焦、碳纤维等的原料。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明作进一步阐述，但并不限制本发明。
下述的非芳烃溶剂为焦化副产品，是煤焦油精馏过程中产生的馏分，初馏点50℃，馏程范围在40~100℃，其密度为0.79~0.83g/cm3，所述的非芳烃溶剂中占质量百分比浓度90wt.%以上的产品为正己烷、环己烷、和甲基环己烷组成的烃类混合物。
实施例1
取喹啉不溶物含量为3.3%的煤焦油为原料，将非芳烃（主要成分正己烷）和脱酚油按照质量比为1:1.5混合制成混合溶剂，然后按照煤焦油与混合溶剂的质量比为1：0.5配制混合油品，80℃下静置10h，取65%上层液体得到喹啉不溶物含量为0.04%的净化煤焦油。
实施例2
取喹啉不溶物含量为3.3%的煤焦油为原料，将非芳烃（主要成分正己烷）和脱酚油按照质量比为1:1混合制成混合溶剂，然后按照煤焦油与混合溶剂的质量比为1：0.25配制混合油品，100℃下静置24h，取80%上层液体得到喹啉不溶物含量为0.05%的净化煤焦油。
实施例3
取喹啉不溶物含量为3.3%的煤焦油为原料，将非芳烃（主要成分正己烷）和脱酚油按照质量比为1:1.2混合制成混合溶剂，然后按照煤焦油与混合溶剂的质量比为1：0.4配制混合油品，100℃下静置10h，取80%上层液体得到喹啉不溶物含量为0.02%的净化煤焦油。
实施例4
取喹啉不溶物含量为3.3%的煤焦油为原料，将非芳烃（主要成分正己烷）和洗油按照质量比为1:1混合制成混合溶剂，然后按照煤焦油与混合溶剂的质量比为1：0.5配制混合油品，100℃下静置24h，取65%上层液体得到喹啉不溶物含量为0.21%的净化煤焦油。
实施例5
取喹啉不溶物含量为3.3%的煤焦油为原料，将非芳烃（主要成分正己烷）和洗油按照质量比为1:1.5混合制成的混合溶剂，然后按照煤焦油与混合溶剂的质量比为1：0.25配制混合油品，80℃下静置5h，取80%上层液体得到喹啉不溶物含量为1.65%的净化煤焦油。
实施例6
取喹啉不溶物含量为3.3%的煤焦油为原料，将非芳烃（主要成分正己烷）和洗油按照质量比为1:1.2混合制成混合溶剂，然后按照煤焦油与混合溶剂的质量比为1：0.4配制混合油品，80℃下静置10h，取80%上层液体得到喹啉不溶物含量为0.78%的净化煤焦油。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种去除煤焦油中喹啉不溶物的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）将非芳烃溶剂与芳香烃溶剂按重量比为1:1~1.5的比例进行混合，制得混合溶剂；
2）将煤焦油与上述混合溶剂按照质量比1:0.25~0.5进行混合，机械搅拌10~20min混合均匀制成混合油；
3）将混合油加热至80~100℃，保温静置5~24h，取65%~80%的上层液体得到喹啉不溶物含量为0.02%~1.65%的净化煤焦油。
2.根据权利要求1所述的用于脱除煤焦油中喹啉不溶物的工艺方法，其特征在于：所述的芳香烃溶剂为脱酚油或者洗油的任意一种或者两种按照任意比例的组合，其中洗油和脱酚油来自煤焦油精馏过程中的馏分，其中洗油初馏点为230℃，沸程230~310℃，脱酚油初馏点在170℃，馏程范围170~210℃。
3.根据权利要求1所述的用于脱除煤焦油中喹啉不溶物的工艺方法，其特征在于：所述的非芳烃溶剂为煤焦油精馏过程中产生的馏分，初馏点为50℃，馏程范围在40~100℃之间，其密度为0.79~0.83g/cm3。
4.根据权利要求2所述的用于脱除煤焦油中喹啉不溶物的工艺方法，其特征在于：所述的非芳烃溶剂中占质量百分比浓度90wt.%以上的产品为正己烷、环己烷、和甲基环己烷组成的烃类混合物。
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