煤全组分分离工艺中溶剂循环优化研究

 摘要 为了研究煤全组分分离工艺中溶剂循环优化问题,采用新鲜NMP溶剂、精馏塔釜液NMP和减压蒸馏回收NMP溶剂分别与CS2按体积比1：1的比例配成混合溶剂,同时使用反萃取剂,对淮北童亭煤进行了温和条件下的萃取反萃取实验研究,分别制得了相应的萃余煤组分、精煤组分、沥青质组分和轻质组分四大族组分,对各族组分的产率和FTIR特征吸收峰进行了对比研究。结果表明：原煤经三种溶剂三级萃取后总产率以新鲜NMP溶剂>精馏塔釜液NMP>减压回收NMP溶剂;三种溶剂萃取所得同一族组分组成结构彼此相似,脂肪族成分主要富集于沥青质组分,含氢键缔合的-OH（或-NH）及酚类组分主要富集于精煤组分,而含芳香族结构的成分和矿物质则主要富集于萃余煤组分中。精馏塔釜液NMP可直接作为循环溶剂使用,当其中的轻质组分积累到一定量后,提取部分塔釜液由减压蒸馏除去其中的轻质组分后再循环,以此实现溶剂的循环优化利用。在此基础上提出了煤全组分分离工艺技术路线。     

煤族组分有机元素组成研究

以烟煤为研究对象,使用CS2/NMP混合溶剂和反萃取剂,将徐州夹河气煤、河南平顶山肥煤和山西介休焦煤在常温常压下分离为萃余煤组分、沥青质组分、精煤组分和轻质组分四大族组分,对各族组分的产率和有机元素组成进行了对比研究.     

褐煤制备无灰煤的工艺研究

为拓宽褐煤利用范围,以褐煤为原料,研究了无灰煤的制备工艺,考察了反应温度、溶剂种类、反应时间和固液比对萃取率和无灰煤灰分的影响。试验结果表明,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,反应温度360℃、反应时间1 h、固液比4∶200的条件下,萃取率可达48.8%,无灰煤灰分为0.54%。通过红外光谱分析发现,反应过程发生非共价键断裂与氢键缔合,使得无灰煤性质优于褐煤,黏结性指数达到95.61。     

煤直接液化沥青脱固技术研究综述

通过对煤直接液化沥青组成性质的分析后发现,煤直接液化初级沥青固含量高且成分复杂较难脱除。目前国内外常用的沥青净化处理方法主要有溶剂处理法、超临界萃取法、热过滤法、闪蒸缩聚法等。经过对比分析后发现,溶剂沉降法工业化应用最多;超临界萃取法在分离粘稠重质油沥青方面很有优势,有望应用于煤液化沥青脱固;热过滤法属于纯物理方法,操作简单、能耗低且分离效率高,但直接应用于煤直接液化沥青脱固易堵塞滤芯孔道,可作为一种辅助精细脱固方法生产超纯沥青;闪蒸缩聚法是用沥青闪蒸后的轻质组分生产精制沥青,适于低软化点沥青脱固。深入研究了煤直接液化油渣沥青类物质有效分离技术,并开发出高附加价值产品。     

白马钒钛铁矿石对煤热解产物影响研究

为了深入了解铁矿石对煤热解的影响,寻求廉价有效的热解催化剂,在2段控温固定床反应器中,以白马钒钛铁矿石作为催化剂研究了其对煤热解气、液产物产率及组成变化的影响,并探讨了可能的催化作用机理。试验结果表明:在500~800℃温度下,添加铁矿石后,气体产率增加,且其中的H_2、CO_2、CH_4产率增加,CO和其他烃类气体的产率下降;虽然焦油产率降低,但焦油的H/C原子比例增加,且其中的苯系、萘系等轻质组分含量增加。钒钛铁矿显著提高了焦油中轻质组分的含量,使焦油轻质化,改善了煤热解油品的品质。     

复合有机溶剂协同萃取煤炭脱硫研究

将复合有机溶剂萃取法用于煤炭脱硫,研究了煤样粒度、复合溶剂的体积比、液固比、萃取温度、萃取时间等因素对煤脱硫效果的影响.结果表明,四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫的优化工艺条件:煤样粒度为0.075 mm,四氯乙烯和对甲酚的体积比为1∶1,液固比为12∶1,萃取温度为120℃,萃取时间为100 min.在该优化工艺条件下,煤中全硫的脱除率为62.7%.四氯乙烯和对甲酚复合溶剂萃取脱硫能有效地脱除煤中的硫分,是一种温和有效的脱硫方法.     

微乳液萃取分离铜和钴镍的研究

制备了曲拉通X-100/正丁醇/正庚烷/水/P507/NaOH组成的微乳液萃取体系。确定萃取分离铜最佳工艺条件为:曲拉通X-100微乳液各组分体积比为:V(曲拉通X-100)∶V(正丁醇)∶V(正庚烷):V(水)=0.4∶18.5∶0.5∶0.5,然后再由曲拉通X-100微乳液、P507和NaOH溶液组成的微乳液体系用于铜和钴镍的分离,此微乳液各组分最佳体积比为:V(曲拉通X-100微乳液)∶V(P507)∶V(NaOH溶液)=20∶0.4∶0.4,其中NaOH浓度为1.9 mol/L,外水相pH为3.5,乳水比为1∶4,NaCl投加量0.5 g(外水相20 mL),水浴60℃,萃取时间3 min,在此条件下铜的最佳萃取率高达92.63%,而钴和镍萃取率只有14.06%和9.86%,从而实现铜和钴镍较好分离。     

神华煤直接液化残渣的萃取分离与利用研发进展

以煤焦油馏分油为溶剂,采用萃取—固液分离—溶剂回收等工艺,分离出了约占煤液化残渣总量50%的煤液化沥青,研究了固液分离对煤液化沥青灰分等参数的影响。对不同灰分的煤液化沥青进行了元素、工业和组分等分析,并在防水卷材、C/C复合材料浸渍剂沥青、中间相炭微球、针状焦和高比表面活性炭等方面进行了应用研究。剩下约50%的萃余物可作为气化原料,从而实现了煤液化残渣的高效、清洁利用,形成了一套煤液化残渣萃取分离及应用技术。     

基于淮南煤的溶胀反应过程研究

以淮南张集矿、谢桥矿和潘集三矿煤为研究用煤，在温和。条件下使用5种溶剂进行溶胀度的测定，得出张集煤在NMP中溶胀度最大。并讨论了煤的预处理、煤中水分和溶剂供电子数目对溶胀的影响，考察了张集煤溶胀前后热性质的变化，指出研究淮南煤的溶胀性质和结构对淮南的煤化工和实现煤的高效洁净转化有着重要的意义。     

煤的溶胀与生物脱硫的研究

研究了煤的溶胀对生物脱硫的影响,考察了吡啶、NMP、甲醇、丙酮这4种溶剂对煤样的溶胀效果,以及在溶胀条件下红球菌对煤的脱硫作用。结果表明,吡啶、NMP对煤的溶胀效果较好,再经过红球菌脱硫的效果远比采用甲醇、丙酮处理的煤样脱硫效果好。