CN109852412B - 一种木焦油的脱渣方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将木焦油原料与溶剂混合，搅拌得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料进行离心，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相；其中，所述溶剂为密度小于木焦油，且对固体杂质和沥青有絮凝作用的极性有机溶剂，通过加入溶剂，一方面可降低木焦油的密度，另一方面使固体杂质和沥青絮凝在一起，增加密度差，使得可以通过离心将固体杂质和沥青一起脱除，此外，所用溶剂为极性有机溶剂，可很好地与木焦油相溶，降低木焦油黏度，提高其流动性，从而有利于固体杂质和沥青的离心脱除。

Description

一种木焦油的脱渣方法

技术领域

本发明涉及木焦油加工领域，具体涉及一种木焦油的脱渣方法。

背景技术

生物质能源是一种可再生清洁能源，是石化能源的替代品之一。目前,生物质能源的利用方式主要是直接燃烧、热解炭化、热解气化和热解液化,其中，生物质炭化技术发展已较为成熟。生物质炭化技术是指在限氧或绝氧条件下,利用热能切断生物质大分子中的化学键,生成固体生物质炭、木焦油、木醋液和气体产物的多联产技术。其中，生物质炭化中得到的木焦油，既可以用来提取各种酚类、有机酸类等多种精细化学品，也可通过加氢转化为各种燃料油等，应用范围广泛。但木焦油的直接利用存在一些问题，一方面焦油中存在各种固体杂质，会造成下游管道和设备的堵塞，影响正常生产；另一方面，焦油中溶解有沥青等物质，在输送过程中会发生沉淀，也会造成管道和设备堵塞，而且极难清理。

中国专利文献CN107739626A公开了一种木焦油高值利用的精制方法，将有机溶剂与木焦油混合，对木焦油进行稀释，之后进行过滤，将固体杂质滤出并收集滤液，得到的滤液中固含物的粒径不超过20μm，其中有机溶剂为二甲基亚砜、乙酸乙酯、轻烃和醇类中的一种或多种，将滤液蒸馏，分别得到有机溶剂、木醋液、和粗酚原料。该方法通过加入有机溶剂，将木焦油原料进行稀释，再经过滤，去除木焦油中的固体杂质，便于后续利用，但由于木焦油中还溶解有大量的沥青，采用过滤的方法，仅仅是将固体杂质滤除，而这些沥青则继续留在木焦油中，在木焦油后续输送、处理过程中会慢慢沉淀出来，容易堵塞管道和设备，影响后续的加工处理。且该方法只能滤除20μm以下的固体杂质，当欲去除更小的固体杂质时，必须采用孔径更小的过滤介质，由于木焦油本身具有一定黏稠度，采用小孔径的过滤介质会使过滤阻力显著增加，过滤操作困难，过滤设备易堵塞，且难以清理，在实际生产中实施难度大。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中木焦油中沥青难以通过过滤脱除，且固体杂质脱除效率不高的缺陷，从而提供一种高效脱除木焦油中沥青和固体杂质的一种木焦油的脱渣方法。

为此，本发明提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，

混合步骤，将木焦油原料与溶剂混合，搅拌得到混合物料；

离心步骤，将所述混合物料进行离心，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相；

其中，所述溶剂为密度小于木焦油，且对固体杂质和沥青有絮凝作用的极性有机溶剂。

所述的木焦油的脱渣方法，所述溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种。

所述的木焦油的脱渣方法，混合步骤中，所述木焦油原料与溶剂混合的体积比为1：(0.2－1.0)。

所述的木焦油的脱渣方法，混合步骤中，所述搅拌时，温度为40-80℃。

所述的木焦油的脱渣方法，离心步骤中，所述离心的分离因素为1500-3600。

所述的木焦油的脱渣方法，还包括精馏步骤，分别精馏所述重相和轻相，得到含固体杂质的沥青、溶剂、木醋液和净化木焦油，所述溶剂回用于所述混合步骤。

所述的木焦油的脱渣方法，所述溶剂为甲醇、乙醇中的一种或两种，所述精馏步骤的温度为68-82℃。

所述的木焦油的脱渣方法，所述溶剂中含有正丁醇、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种，所述精馏步骤的温度为80-95℃。

所述的木焦油的脱渣方法，所述离心步骤、混合步骤和精馏步骤均采用封闭式连续操作。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将木焦油原料与溶剂混合，搅拌得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料进行离心，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相；其中，所述溶剂为密度小于木焦油，且对固体杂质和沥青有絮凝作用的极性有机溶剂，由于木焦油中的固体杂质主要为碳粉，密度小，直接离心无效果，通过加入密度小于木焦油，且对固体杂质和沥青有絮凝作用的溶剂，一方面可降低木焦油的密度，另一方面使固体杂质和沥青絮凝在一起，增加密度差，使得可以通过离心将固体杂质和沥青一起脱除，此外，所用溶剂为极性有机溶剂，木焦油主要由酚类、有机酸，以及其它含氧、含氮化合物等含极性基团的化合物组成，根据相似相溶原理，极性溶剂可很好地与木焦油相溶，降低木焦油黏度，提高其流动性，从而有利于固体杂质和沥青的离心脱除。

2.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，所述溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种，选用这几种溶剂，可降低木焦油密度，同时将固体杂质和沥青絮凝在一起，增加密度差，同时可很好的溶解木焦油，降低木焦油的黏度，提高其流动性，有利于将固体杂质和沥青从木焦油中离心脱除，同时，这些溶剂来源丰富、价格便宜、沸点低，容易与木焦油中的水相分开，利于回收，实施成本低。

3.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，混合步骤中，所述木焦油原料与溶剂混合的体积比为1：(0.2－1.0)，通过控制混合体积比，使木焦油很好的溶解在溶剂中，提高其流动性，有利于后续固体杂质和沥青的离心脱除。

4.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，混合步骤中，所述搅拌时，温度为40-80℃，通过加热混合物料，促进木焦油在溶剂中的溶解，提高焦油的流动性，减小搅拌阻力，使得溶剂和木焦油混合均匀，同时，不将温度设定太高，控制在溶剂的沸点以下，减少溶剂的汽化浪费。

5.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，离心步骤中，所述离心的分离因素为1500-3600，通过采用较高的离心机的分离因素，提升分离效果，再加上溶剂对固体杂质、沥青的絮凝作用，可以达到很好的脱除固体渣的效果，在该分离因素下，可以将5μm以上的固体杂质脱除。

6.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，还包括精馏步骤，分别精馏所述重相和轻相，得到含固体杂质的沥青、溶剂、木醋液和净化木焦油，所述溶剂回用于所述混合步骤，通过精馏步骤，一方面，可以提高溶剂回收率、减少溶剂损耗，得到的溶剂杂质少，有利于后续回用，另一方面，将含固体杂质的沥青、溶剂、木醋液和净化木焦油很好的分离开，得到较为纯净的产物，利于后续各成分的加工利用。

7.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，所述溶剂为甲醇、乙醇中的一种或两种，所述精馏步骤的温度为68-82℃，由于甲醇沸点为64.7℃，乙醇沸点为78℃，在68-82℃的精馏温度下，甲醇和乙醇溶剂被精馏出来，达到与其他产物分离的目的，有利于溶剂的回用。

8.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，所述溶剂中含有正丁醇、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种，所述精馏步骤的温度为80-95℃，由于以上几种溶剂的沸点和木醋液的沸点都在80-95℃范围内，会形成共沸物，通过控制80-95℃的精馏温度，可以使溶剂与木醋液同时被精馏出来，再通过后续步骤，可将各部分分离开来，得到较为纯净的溶剂，有利于溶剂的回用。

9.本发明提供的一种木焦油的脱渣方法，所述离心步骤、混合步骤、精馏步骤均采用封闭式连续式操作，封闭式操作限制了物料泄漏和挥发造成的损失、减少环境污染和对操作人员的健康损害，连续式操作使得整个流程停车少、效率高、生产成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例2中的木焦油脱渣方法的工艺流程图；

图2是本发明实施例4和实施例5中的木焦油脱渣方法的工艺流程图；

附图标记：

1-混合槽；2-卧螺离心机；3-重相槽；4-轻相槽；5-重相精馏塔；6-轻相精馏塔；7-中间槽；8-冷凝器；9-分相槽；10-溶剂回收塔；11-收集槽。

具体实施方式

下述实施例中，均采用卧螺离心机，溶剂均为市售产品，进入离心机的木焦油量为200kg/h。

实施例1

本实施例提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将以重量百分比计，固含量4.0％，沥青含量4.7％的木焦油原料与甲醇溶剂以体积比1：0.2混合，在40℃、常压条件下混合搅拌1小时，得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料进行离心，分离因素为1500，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相。

在68℃温度下，分别对所述重相和轻相进行常压精馏，精馏所述重相，馏出的蒸汽冷凝，得到甲醇溶剂，精馏后剩下的为含固体杂质的沥青，精馏所述轻相，馏出的蒸汽冷凝，得到甲醇溶剂，精馏后剩下的为木醋液和净化木焦油，将得到的甲醇溶剂回用于所述混合步骤。

根据SN/T 0542-2010出口煤焦油中喹啉不溶物的测定标准，测定所得木醋液和净化木焦油中的固含量，测定结果为，以重量百分比计，固含量为0.2％；根据GB/T2292-2018焦化产品甲苯不溶物含量的测定标准，测定所得木醋液和净化焦油中的沥青含量，测定结果为，以重量百分比计，沥青含量0.7％；将净化后的木醋液和木焦油通过5μm滤网，滤网上无固体物质残留。

实施例2

本实施例提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将以重量百分比计，固含量6.0％，沥青含量7.2％的木焦油原料与乙醇溶剂以体积比1：0.5在混合槽1中混合，在50℃、常压条件下混合搅拌1小时，得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料保温，进入卧螺离心机2进行离心，分离因素为2000，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相。

所述重相和轻相分别流入重相槽3和轻相槽4后，又分别进入重相精馏塔5和轻相精馏塔6进行常压精馏，精馏塔理论板数据为15块，塔顶温度均为82℃，重相精馏塔5塔底排出含固体杂质的沥青，塔顶馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到乙醇溶剂，经中间槽7，回流入混合槽1回用；轻相精馏塔6塔底排出木醋液和净化焦油，塔顶馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到乙醇溶剂，经中间槽7，回流入混合槽1回用。

根据SN/T 0542-2010出口煤焦油中喹啉不溶物的测定标准，测定所得木醋液和净化木焦油中的固含量，测定结果为，以重量百分比计，固含量为0.25％，根据GB/T2292-2018焦化产品甲苯不溶物含量的测定标准，测定所得木醋液和净化焦油中的沥青含量，测定结果为，以重量百分比计，沥青含量0.8％；将净化后的木醋液和木焦油通过5μm滤网，滤网上无固体物质残留。

实施例3

本实施例提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将以重量百分比计，固含量10.0％，沥青含量11.1％的木焦油原料与乙酸异丙酯溶剂以体积比1：0.5混合，在50℃、常压条件下混合搅拌1小时，得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料进行离心，分离因素为2800，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相。

在80℃温度下，分别对所述重相和轻相进行常压精馏，精馏所述重相，精馏后剩下的为含固体杂质的沥青，将馏出的蒸汽冷凝，得到木醋液与乙酸异丙酯溶剂混合物；精馏所述轻相，精馏后剩下的为净化木焦油，将馏出的蒸汽冷凝，得到木醋液与乙酸异丙酯溶剂混合物；将精馏重相和轻相得到的木醋液与乙酸异丙酯溶剂混合物静置分层，上层得到乙酸异丙酯溶剂，回用于所述混合步骤，下层得到木醋液与乙酸异丙酯溶剂混合物，进一步在80℃温度下进行常压精馏，精馏后剩下的为木醋液，将馏出的蒸汽冷凝，得到木醋液与乙酸异丙酯溶剂混合物，回到所述静置分层步骤。

根据SN/T 0542-2010出口煤焦油中喹啉不溶物的测定标准，测定所得净化木焦油中的固含量，测定结果为，以重量百分比计，固含量为0.4％，根据GB/T2292-2018焦化产品甲苯不溶物含量的测定标准，测定所得净化焦油中的沥青含量，测定结果为，以重量百分比计，沥青含量0.9％；将净化木焦油通过5μm滤网，滤网上无固体物质残留。

实施例4

本实施例提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将以重量百分比计，固含量16.0％，沥青含量17.6％的木焦油原料与乙酸丁酯溶剂以体积比1：1在混合槽1中混合，在80℃、常压条件下混合搅拌0.5小时，得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料保温，进入卧螺离心机2进行离心，分离因素为3600，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相。

所述重相和轻相分别流入重相槽3和轻相槽4后，又分别进入重相精馏塔5和轻相精馏塔6进行常压精馏，精馏塔理论板数据为5块，塔顶温度均为95℃，重相精馏塔5塔底排出含固体杂质的沥青，塔顶馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到木醋液与乙酸丁酯溶剂的混合物；轻相精馏塔6塔底排出净化焦油，塔顶馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到木醋液与乙酸丁酯溶剂的混合物；重相精馏塔5和轻相精馏塔6冷凝得到的木醋液与乙酸丁酯溶剂的混合物分别流入分相槽9，进行静置分层，上层得到乙酸丁酯溶剂，回流入混合槽1回用，下层得到木醋液与乙酸丁酯溶剂的混合物，进入溶剂回收塔10，进一步在95℃温度下进行常压精馏，塔底排出木醋液，将馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到木醋液与乙酸丁酯溶剂的混合物，流入收集槽11后进一步回流入分相槽9进行静置分层。

根据SN/T 0542-2010出口煤焦油中喹啉不溶物的测定标准，测定所得净化木焦油中的固含量，测定结果为，以重量百分比计，固含量为0.35％，根据GB/T2292-2018焦化产品甲苯不溶物含量的测定标准，测定所得净化焦油中的沥青含量，测定结果为，以重量百分比计，沥青含量0.9％；将净化木焦油通过5μm滤网，滤网上无固体物质残留。

实施例5

本实施例提供了一种木焦油的脱渣方法，包括，混合步骤，将以重量百分比计，固含量11.0％，沥青含量12.2％的木焦油原料与溶剂以体积比1：0.7在混合槽1中混合，其中，溶剂为乙醇、异丁醇、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯以质量比为1:1:1:1的混合物，在70℃、常压条件下混合搅拌1小时，得到混合物料；离心步骤，将所述混合物料保温，进入卧螺离心机2进行离心，分离因素为3000，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相。

所述重相和轻相分别流入重相槽3和轻相槽4后，又分别进入重相精馏塔5和轻相精馏塔6进行常压精馏，精馏塔理论板数据为20块，塔顶温度均为85℃，重相精馏塔5塔底排出含固体杂质的沥青，塔顶馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到木醋液与溶剂的混合物；轻相精馏塔6塔底排出净化焦油，塔顶馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到木醋液与溶剂的混合物；重相精馏塔5和轻相精馏塔6冷凝得到的木醋液与溶剂的混合物分别流入分相槽9，进行静置分层，上层得到溶剂，回流入混合槽1回用，下层得到木醋液与溶剂的混合物，进入溶剂回收塔10，进一步在85℃温度下进行常压精馏，塔底排出木醋液，将馏出的蒸汽经冷凝器8冷凝，得到木醋液与溶剂的混合物，流入收集槽11后进一步回流入分相槽9进行静置分层。

根据SN/T 0542-2010出口煤焦油中喹啉不溶物的测定标准，测定所得净化木焦油中的固含量，测定结果为，以重量百分比计，固含量为0.31％，根据GB/T2292-2018焦化产品甲苯不溶物含量的测定标准，测定所得净化焦油中的沥青含量，测定结果为，以重量百分比计，沥青含量0.8％；将净化木焦油通过5μm滤网，滤网上无固体物质残留。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种木焦油的脱渣方法，其特征在于，包括，

混合步骤，将木焦油原料与溶剂混合，搅拌得到混合物料；

离心步骤，将所述混合物料进行离心，分离得到含固体杂质和沥青的重相，和去除固体杂质和沥青的轻相；

其中，所述溶剂为乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯中的一种或几种；且所述木焦油原料与溶剂混合的体积比为1：(0.5－1.0)；

离心步骤中，所述离心的分离因素为1500-3600；

还包括精馏步骤，分别精馏所述重相和轻相，精馏所述重相得到含固体杂质的沥青、溶剂和木醋液，精馏所述轻相得到溶剂、木醋液和净化木焦油，所述溶剂回用于所述混合步骤；

将净化木焦油通过5μm滤网，滤网上无固体物质残留。

2.根据权利要求1所述的木焦油的脱渣方法，其特征在于，混合步骤中，所述搅拌时，温度为40-80℃。

3.根据权利要求2所述的木焦油的脱渣方法，其特征在于，所述精馏步骤的温度为80-95℃。

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