CN109762595B - 一种低稠合环数煤基蒽油及含有其的耐低温煤基燃料油 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低稠合环数煤基蒽油及含有其的耐低温煤基燃料油，所述煤基蒽油中的芳香共轭结构中的稠合环数不大于2；其制备方法包括以下步骤：将从煤焦油中分馏得到的煤基蒽油中加入质量分数为0.01～1％的石墨烯，冷却后分离结晶的高稠合环数组分，即得所述低稠合环数煤基蒽油。将该低稠合环数煤基蒽油制备成燃料油，其具有非常好的耐低温性，在‑20～10℃下无固体析出。且本发明采用简易安全的物理方法,成本低廉，易于实施。

Description

一种低稠合环数煤基蒽油及含有其的耐低温煤基燃料油

技术领域

本发明属于煤化工和燃料科学领域,具体涉及一种低稠合环数煤基蒽油及含有其的耐低温煤基燃料油。

背景技术

以煤为原料生产液体燃料大体上可分为三类:一类是以煤为原料生产燃料油,包括煤直接液化制油和间接液化制油;另一类是以煤为原料生产液体替代燃料,现阶段的主要形式是煤制甲醇和二甲醚；第三种是钢铁焦炭行业副产煤焦油的各种馏分（如沥青、蒽油、洗油和酚油等）。

由于价格低廉,煤焦油来源的燃料研究开始为能源动力工作者所重视。其中的煤沥青通过加水乳化、掺混调合以及适当的处理, 制备出符合标准、适合于锅炉燃烧的燃料油，但近年来国内道路基础设施的建设使煤沥青价格也逐年升高，沥青燃料油的成本优势亦逐步缩小。

煤基蒽油是煤焦油中占比较高的一个馏分品种，其中含有上百种芳香族化合物（见表1），如联苯类、萘类、吲哚类、苊类、芴类、氧芴类、蒽类、氧杂蒽类、菲类和咔唑类。工业上有用溶剂萃取、溶剂萃取-精馏、共沸精馏法、超临界和吸附等方法提取纯品化工原料，但由于蒽油本身成分过于复杂，精制工序长，得率低、生产条件差。如将煤基蒽油调制为燃料油，则为经济有效的利用方法之一。

表1

而煤基蒽油作为燃料油使用中碰到的一个大问题是其低温流动性很差，原因是蒽油中的稠环类芳香族化合物极易低温结晶，有的成分在40℃即结晶出来，严重影响了燃料油的使用性能。结过研究，容易低温结晶的成分多是芳香共轭结构中的稠合环数较多的分子（稠合环数一般大于2）。CN106281439A公开了一种对蒽油进行加氢反应，使其中分子失去芳香共轭结构，从而作为轻质燃料油的方法。CN105623731A公开了一种蒽油两段加氢转化生产热稳定性高、燃烧 性能高、高密度的煤基喷气燃料的方法。CN101993740A公开了一种蒽油与轻质馏分油和重质洗油混合得到混合油，混合油以氢气反应加氢制柴油的方法。这些方法的共同特征是采用加氢的化学反应，使其中蒽油中的稠环分子失去芳香共轭结构，从而失去低温结晶性能而适应于燃料油的使用；但大量的氢气本身需要有特定的工业来源，属于易燃易爆品而运输难度大，此外加氢催化剂一般也是贵金属。

从经济效益的角度来看，采用简易安全的物理方法解决蒽油的结晶问题，便成为蒽油制备燃料油的产业化关键。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供提供一种低稠合环数煤基蒽油及含有其的耐低温煤基燃料油。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种低稠合环数煤基蒽油，所述煤基蒽油中的芳香共轭结构中的稠合环数不大于2。

优选地，所述煤基蒽油来源于煤焦油的分馏组分。

本发明还提供了一种低稠合环数煤基蒽油的制备方法，包括以下步骤：

将从煤焦油中分馏得到的煤基蒽油中加入质量分数为0.01～1%的石墨烯，冷却后分离除去结晶的高稠合环数组分，即得所述低稠合环数煤基蒽油。石墨烯自身是一种极高稠合环数的化合物，其在本发明方法中可作为结晶成核剂，诱导结构与性质相近的高稠合环数组分结晶。而结晶的高稠环数组分可另用于提炼其中的稠环化合物单体，如蒽、咔唑和芴等。

优选地，所述冷却的温度为5～40℃。

优选地，所述分离方法选自离心、过滤、静置沉降中的一种或多种。

本发明还提供了一种耐低温煤基燃料油，包括低稠合环数煤基蒽油。

优选地，所述燃料油还包括其它油品；所述其它油品的加入质量为低稠合环数煤基蒽油的2～80%。

优选地，所述其它油品包括柴油、煤油、苯、甲苯、二甲苯、沥青、洗油、白油、溶剂油、甲醇、乙醇和二甲醚的一种或多种。其它油品的加入可起到溶剂的作用，使耐受温度进一步降低。

优选地，所述其它油品加入低稠合环数煤基蒽油中进行调和时采用搅拌、超声波、射流和匀浆中的一种或多种方法。

优选地，所述燃料油在-20～10℃下无固体析出。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明采用简易安全的物理方法,成本低廉，易于实施。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，加入质量分数为0.02的石墨烯，冷却到5℃结晶,离心分离除去高稠合环数组分（即结晶部分），得到低稠合环数蒽油，经分析，其芳香共轭结构中的平均稠合环数为1.8，得率为85%。将该低稠合环数蒽油作为燃料油,可耐受低温至3℃。

实施例2：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，加入质量分数为0.5%的石墨烯，冷却到15℃结晶,离心分离除去高稠合环数组分（即结晶部分），得到低稠合环数蒽油，经分析，其芳香共轭结构中的平均稠合环数为1.2，得率为 88%。将该低稠合环数蒽油作为燃料油,可耐受低温至4℃。

实施例3：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，加入质量分数为1%的石墨烯，冷却到40℃结晶,离心分离除去高稠合环数组分（即结晶部分），得到低稠合环数蒽油，经分析，其芳香共轭结构中的平均稠合环数为1.7，得率为 95%。将该低稠合环数蒽油作为燃料油,可耐受低温至9℃。

实施例4：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，加入质量分数为0.6%的石墨烯，冷却到15℃结晶,过滤分离除去高稠合环数组分（即结晶部分），得到低稠合环数蒽油，经分析，其芳香共轭结构中的平均稠合环数为1.5，得率为 93%。在该低稠合环数蒽油中通过搅拌加入质量比为20%的洗油，调和得到的燃料油，可耐受低温至-3℃。

实施例5：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，加入质量分数为0.2%的石墨烯，冷却到40℃结晶,离心分离除去高稠合环数组分（即结晶部分），得到低稠合环数蒽油，经分析，其芳香共轭结构中的平均稠合环数为1.4，得率为 94%。在该低稠合环数蒽油中通过射流加入质量比为10%的白油和10%的沥青，调和得到的燃料油，可耐受低温至2℃。

实施例6：

在实施例3制备的低稠合环数蒽油，通过搅拌加入质量比为2%的洗油，调和得到的燃料油，可耐受低温至-8℃。

实施例7：

在实施例3制备的低稠合环数蒽油，通过搅拌加入质量比为80%的洗油，调和得到的燃料油，可耐受低温至-18℃。

对比例1：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，搅拌加入质量比为20%的洗油，调和得到的燃料油，仅可耐受低温至15℃。

对比例2：

将来源于煤焦油的分馏组分煤基蒽油，不加入石墨烯，直接冷却到5℃结晶,离心分离除去高稠合环数组分（即结晶部分），得到低稠合环数蒽油，经分析，其芳香共轭结构中的平均稠合环数为 2.2 ，得率为 92 %。将该低稠合环数蒽油作为燃料油,可耐受低温至 7℃。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，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 (9)

1.一种低稠合环数煤基蒽油，其特征在于，所述煤基蒽油中的芳香共轭结构中的稠合环数不大于2；

所述的低稠合环数煤基蒽油的制备方法包括以下步骤：

将从煤焦油中分馏得到的煤基蒽油中加入质量分数为0.01～1%的石墨烯，冷却后分离结晶的高稠合环数组分，即得所述低稠合环数煤基蒽油。

2.根据权利要求1所述的低稠合环数煤基蒽油，其特征在于，所述煤基蒽油来源于煤焦油的分馏组分。

3.根据权利要求1所述的低稠合环数煤基蒽油，其特征在于，所述冷却的温度为5～40℃。

4.根据权利要求1所述的低稠合环数煤基蒽油，其特征在于，所述分离选自离心、过滤、静置沉降中的一种或多种。

5.一种耐低温煤基燃料油，其特征在于，包括权利要求1所述的低稠合环数煤基蒽油。

6.根据权利要求5所述的耐低温煤基燃料油，其特征在于，所述燃料油还包括其它油品；所述其它油品的加入质量为低稠合环数煤基蒽油的2～80%。

7.根据权利要求6所述的耐低温煤基燃料油，其特征在于，所述其它油品包括柴油、煤油、苯、甲苯、二甲苯、沥青、洗油、白油、溶剂油、甲醇、乙醇和二甲醚的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的耐低温煤基燃料油，其特征在于，所述其它油品加入低稠合环数煤基蒽油中进行调和时采用搅拌、超声波、射流中的一种或多种方法。

9.根据权利要求6所述的耐低温煤基燃料油，其特征在于，所述燃料油在-20～10℃下无固体析出。