專利名稱：一種煤瀝青粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種煤瀝青粉及其制備方法，屬于廢渣處理技術(shù)領(lǐng)域以及能源和環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤瀝青是煤焦油中的揮發(fā)性餾分被蒸餾后的殘留物，主要由多環(huán)芳烴及其衍生物以及雜環(huán)化合物組成，約占煤焦油的50％～60％，除用于制備電極瀝青、建筑材料防腐和道路瀝青外，還可用作燃料。但是煤瀝青直接燃燒時(shí)，由于其縮合芳環(huán)結(jié)構(gòu)和粘度高等特點(diǎn)，使其燃燒時(shí)難以燃燒完全，產(chǎn)生大量黑煙，造成環(huán)境污染。
冷凍粉碎技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì)初，首先在橡膠及塑料行業(yè)得到應(yīng)用。1970年美國首先采用深冷粉碎技術(shù)，生產(chǎn)出細(xì)度達(dá)60目的精細(xì)膠粉，此后在西方國家，利用廢棄橡膠生產(chǎn)精細(xì)膠粉得到了迅速的發(fā)展。自日本在80年代對食品的低溫冷凍粉碎進(jìn)行了研究后，美國、歐洲及我國也相繼進(jìn)行了一些開發(fā)研究。冷凍粉碎食品不但能保持粉碎產(chǎn)品的色、香、味及活性物質(zhì)的性質(zhì)不變，而且在保證產(chǎn)品微細(xì)程度方面具有無法比擬的優(yōu)勢，符合目前人們追求“綠色食品”的要求，在食品及農(nóng)畜產(chǎn)品加工行業(yè)將有很好的應(yīng)用前景。
冷凍粉碎是利用物料在低溫下的“低溫脆性”，即物料隨著溫度的降低，其硬度和脆性增加，而塑性及韌性降低，在一定溫度下，用一個(gè)很小的力就能將其粉碎。冷凍粉碎原理是先使物料低溫冷凍到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或脆化溫度以下，再用粉碎機(jī)將其粉碎。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種煤瀝青粉及其制備方法目的在于是公開一種利用我國豐富的煤瀝青資源，開發(fā)一種高效能低污染的燃料原料的制備方法的技術(shù)方案。
本發(fā)明一種煤瀝青粉，其特征在于是將煤焦油加工提取餾分后的殘留物煤瀝青采用冷凍粉碎方法制得的粒度為200-320目，能在常溫下穩(wěn)定儲存的煤瀝青粉，其質(zhì)量組成為煤瀝青98～99.5％，表面活性劑0.5～2％，所述的表面活性劑為磺酸鹽型陰離子表面活性劑、季銨鹽型陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
本發(fā)明一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是一種冷凍粉碎的方法，具體工藝為首先將煤瀝青冷凍至脆化溫度，添加表面活性劑后將其粉碎，再篩分后制得粒度為200～320目，能在常溫下穩(wěn)定儲存的煤瀝青粉，煤瀝青為中溫或高溫煤瀝青碎塊，軟化點(diǎn)分別為85～95℃和100～110℃，脆化溫度為-30～15℃，冷凍時(shí)間為20～28h，粉碎時(shí)間為25～35s，所制得的煤瀝青粉在20～30℃下儲存。
上述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是所述的表面活性劑選用磺酸鹽型陰離子表面活性劑、季銨鹽型陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑，其中磺酸鹽型陰離子表面活性劑是指十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基萘磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉或石油磺酸鈉；季銨鹽型陽離子表面活性劑是指十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、雙十烷基二甲基氯化銨、雙十烷基二甲基溴化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨或十二烷基二甲基芐基溴化銨；非離子表面活性劑是指OP-10、Span20、Span40、Span60、Span80、Tween20、Tween40、Tween60或Tween80。
上述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是所述的表面活性劑的質(zhì)量添加量為0.5～2％。
上述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是所述的能在常溫下穩(wěn)定儲存是指煤瀝青粉在20～30℃下儲存30d后，其篩余率不超過10％。
本發(fā)明一種煤瀝青粉及其制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于制得的煤瀝青粉可以作為粉狀燃料直接燃燒，也可作為添加料添加到燃料油中使用，還可制備煤瀝青水漿。煤瀝青常溫下為塊狀固體，難以直接燃燒。如果首先將塊狀煤瀝青粉碎成煤瀝青粉再作為燃料，由于煤瀝青粉具有很大的比表面積，燃燒時(shí)就可以與空氣中的氧充分混合，這樣就可以改善燃燒特性，進(jìn)行充分燃燒，達(dá)到節(jié)約能源、減輕環(huán)境污染的效果。由于煤瀝青具有一定的粘性，常溫下直接粉碎難以達(dá)到理想的粉碎效果，且粉碎過程中產(chǎn)生的熱量會(huì)使煤瀝青的粘性增加，影響粉碎過程及粉碎質(zhì)量，因此，采用將煤瀝青冷凍粉碎的方法制備煤瀝青粉。一方面煤瀝青粉具有很大的比表面積，易于與空氣中的氧充分混合，充分燃燒；另一方面煤瀝青粉又具有較大的表面能，易于重新聚合發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。因此，為了防止團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，在粉碎過程中加入表面活性劑。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施方式1將軟化點(diǎn)為85℃的中溫煤瀝青碎塊于-30℃下冷凍20h后，加入0.5％的十二烷基磺酸鈉粉碎25s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.9％，在30℃下儲存30d后篩余率為5.1％。
實(shí)施方式2將軟化點(diǎn)為93℃的中溫煤瀝青碎塊于15℃下冷凍28h后，加入1％的十二烷基苯磺酸鈉粉碎28s并經(jīng)280目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.0％，在30℃下儲存30d后篩余率為6.2％。
實(shí)施方式3將軟化點(diǎn)為95℃的中溫煤瀝青碎塊于-25℃下冷凍24h后，加入1.5％的十二烷基萘磺酸鈉粉碎33s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.6％，在30℃下儲存30d后篩余率為4.7％。
實(shí)施方式4將軟化點(diǎn)為90℃的中溫煤瀝青碎塊于-25℃下冷凍25h后，加入2％的木質(zhì)素磺酸鈉粉碎30s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.7％，在30℃下儲存30d后篩余率為4.9％。
實(shí)施方式5將軟化點(diǎn)為93℃的中溫煤瀝青碎塊于0℃下冷凍20h后，加入0.8％的石油磺酸鈉粉碎28s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.8％，在30℃下儲存30d后篩余率為5.2％。
實(shí)施方式6將軟化點(diǎn)為100℃的高溫煤瀝青碎塊于0℃下冷凍22h后，加入1％的十二烷基三甲基氯化銨粉碎32s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.8％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.1％。
實(shí)施方式7將軟化點(diǎn)為106℃的高溫煤瀝青碎塊于-25℃下冷凍26h后，加入1.5％的十二烷基三甲基溴化銨粉碎26s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.1％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.4％。
實(shí)施方式8將軟化點(diǎn)為90℃的中溫煤瀝青碎塊于-15℃下冷凍24h后，加入2％的十六烷基三甲基溴化銨粉碎27s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.95％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.8％。
實(shí)施方式9將軟化點(diǎn)為93℃的中溫煤瀝青碎塊于0℃下冷凍21h后，加入1％的十六烷基三甲基氯化胺粉碎28s并經(jīng)280目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.2％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.1％。
實(shí)施方式10將軟化點(diǎn)為96℃的中溫煤瀝青碎塊于-10℃下冷凍23h后，加入1.3％的十八烷基三甲基氯化銨粉碎33s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.2％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.0％。
實(shí)施方式11將軟化點(diǎn)為105℃的高溫煤瀝青碎塊于-5℃下冷凍20h后，加入1.8％的十八烷基三甲基溴化銨粉碎30s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.9％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.6％。
實(shí)施方式12將軟化點(diǎn)為108℃的高溫煤瀝青碎塊于5℃下冷凍24h后，加入1％的雙十烷基二甲基氯化銨粉碎33s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.2％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.6％。
實(shí)施方式13將軟化點(diǎn)為90℃的中溫煤瀝青碎塊于0℃下冷凍26h后，加入1.5％的雙十烷基二甲基溴化銨粉碎34s并經(jīng)320目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.8％，在30℃下儲存30d后篩余率為9.2％。
實(shí)施方式14將軟化點(diǎn)為93℃的中溫煤瀝青碎塊于-5℃下冷凍28h后，加入1.9％的雙十二烷基二甲基溴化銨粉碎30s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.8％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.0％。
實(shí)施方式15將軟化點(diǎn)為95℃的中溫煤瀝青碎塊于-10℃下冷凍20h后，加入0.7％的雙十二烷基二甲基氯化銨粉碎28s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.5％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.8％。
實(shí)施方式16將軟化點(diǎn)為110℃的高溫煤瀝青碎塊于-15℃下冷凍23h后，加入1.5％的十二烷基二甲基芐基氯化銨粉碎30s并經(jīng)280目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.8％，在30℃下儲存30d后篩余率為9.1％。
實(shí)施方式17將軟化點(diǎn)為108℃的高溫煤瀝青碎塊于-25℃下冷凍24h后，加入2％的十二烷基二甲基芐基溴化銨粉碎35s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.7％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.8％。
實(shí)施方式18將軟化點(diǎn)為90℃的中溫煤瀝青碎塊于15℃下冷凍21h后，加入1.2％的OP-10粉碎34s并經(jīng)320目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.3％，在30℃下儲存30d后篩余率為9.6％。
實(shí)施方式19將軟化點(diǎn)為93℃的中溫煤瀝青碎塊于10℃下冷凍22h后，加入1.5％的Span-20粉碎28s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.5％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.7％。
實(shí)施方式20將軟化點(diǎn)為89℃的中溫煤瀝青碎塊于5℃下冷凍23h后，加入1.9％的Span-40粉碎33s并經(jīng)280目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.2％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.9％。
實(shí)施方式21將軟化點(diǎn)為110℃的高溫煤瀝青碎塊于0℃下冷凍24h后，加入1％的Span-60粉碎30s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.4％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.6％。
實(shí)施方式22將軟化點(diǎn)為108℃的高溫煤瀝青碎塊于-5℃下冷凍25h后，加入1.5％的Span-80粉碎29s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.9％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.4％。
實(shí)施方式23將軟化點(diǎn)為88℃的中溫煤瀝青碎塊于-10℃下冷凍26h后，加入2％的Tween-20粉碎30s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.8％，在30℃下儲存30d后篩余率為7.3％。
實(shí)施方式24將軟化點(diǎn)為93℃的中溫煤瀝青碎塊于-15℃下冷凍27h后，加入1％的Tween-40粉碎28s并經(jīng)240目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為1.4％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.2％。
實(shí)施方式25將軟化點(diǎn)為110℃的高溫煤瀝青碎塊于-20℃下冷凍28h后，加入1.5％的Tween-60粉碎30s并經(jīng)280目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.9％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.9％。
實(shí)施方式26將軟化點(diǎn)為108℃的高溫煤瀝青碎塊于-25℃下冷凍24h后，加入2％的Tween-80粉碎35s并經(jīng)200目標(biāo)準(zhǔn)篩篩分，制得煤瀝青粉。所制得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d后篩余率為0.7％，在30℃下儲存30d后篩余率為8.1％。
權(quán)利要求
1.一種煤瀝青粉，其特征在于是將煤焦油加工提取餾分后的殘留物煤瀝青采用冷凍粉碎方法制得的粒度為200-320目，能在常溫下穩(wěn)定儲存的煤瀝青粉，其質(zhì)量組成為煤瀝青98～99.5％，表面活性劑0.5～2％，所述的表面活性劑為磺酸鹽型陰離子表面活性劑、季銨鹽型陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
2.權(quán)利要求1所述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是一種冷凍粉碎的方法，具體工藝為首先將煤瀝青冷凍至脆化溫度，添加表面活性劑后將其粉碎，再篩分后制得粒度為200～320目，能在常溫下穩(wěn)定儲存的煤瀝青粉，煤瀝青為中溫或高溫煤瀝青碎塊，軟化點(diǎn)分別為85～95℃和100～110℃，脆化溫度為-30～15℃，冷凍時(shí)間為20～28h，粉碎時(shí)間為25～35s，所制得的煤瀝青粉在20～30℃下儲存。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是所述的表面活性劑選用磺酸鹽型陰離子表面活性劑、季銨鹽型陽離子表面活性劑或非離子表面活性劑，其中磺酸鹽型陰離子表面活性劑是指十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基萘磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉或石油磺酸鈉；季銨鹽型陽離子表面活性劑是指十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、雙十烷基二甲基氯化銨、雙十烷基二甲基溴化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨或十二烷基二甲基芐基溴化銨；非離子表面活性劑是指OP-10、Span20、Span40、Span60、Span80、Tween20、Tween40、Tween60或Tween80。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是所述的表面活性劑的質(zhì)量添加量為0.5～2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤瀝青粉的制備方法，其特征在于是所述的能在常溫下穩(wěn)定儲存是指煤瀝青粉在20～30℃下儲存30d后，其篩余率不超過10％。
全文摘要
一種煤瀝青粉及其制備方法，屬于廢渣處理技術(shù)、能源和環(huán)保領(lǐng)域，主要解決煤瀝青難以直接燃燒的問題。其特征在于是采用冷凍粉碎法制備煤瀝青粉，首先將煤瀝青冷凍至脆化溫度，添加表面活性劑后將其粉碎，再篩分后制得粒度為200～320目，能在常溫下穩(wěn)定儲存的煤瀝青粉，煤瀝青為中溫或高溫煤瀝青碎塊，軟化點(diǎn)分別為85～95℃和100～110℃，脆化溫度為－30～15℃，冷凍時(shí)間為20～28h，粉碎時(shí)間為25～35s，所制得的煤瀝青粉在20～30℃下儲存。制得的煤瀝青粉可以作為粉狀燃料直接燃燒，也可作為添加料添加到燃料油中使用，還可制備煤瀝青水漿。
文檔編號C08J3/12GK1955226SQ200610048320
公開日2007年5月2日 申請日期2006年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日
發(fā)明者魏文瓏, 楊懷旺, 常宏宏, 姚潤生, 王志忠 申請人:太原理工大學(xué), 臨汾同世達(dá)實(shí)業(yè)有限公司