本發(fā)明屬于煤焦油，具體涉及一種改性煤焦油及其改性分離方法。

背景技術(shù)：

1、煤焦油是煤焦化過程中的副產(chǎn)物，常溫下為具有刺激性氣味的黑色或黑褐色黏稠狀液體,按干餾溫度可分為低溫煤焦油、中溫煤焦油和高溫煤焦油。目前煤焦油主要用來分離基礎(chǔ)化工原料或者通過處理用作燃料。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步及人們對環(huán)境問題的越來越重視，煤焦油已不再直接燃料使用，而是通過加氫處理生產(chǎn)汽、柴油。但這種方法并不能充分發(fā)揮煤焦油的利用價(jià)值。

2、從組成上看，煤焦油與原油的最大區(qū)別就是其含有大量的多環(huán)、稠環(huán)化合物，因此其密度及體積熱值明顯比原油大，這種特殊的組成非常符合高密度航空燃料的性能要求；且隨著航天業(yè)的迅速發(fā)展，市場對高密度燃料的需求量也越來越高。因此利用煤焦油制備高密度燃料即符合市場需求，又可以實(shí)現(xiàn)煤焦油的高附加值利用。但煤焦油中還含有一定量的單環(huán)、雙環(huán)結(jié)構(gòu)，不利于生產(chǎn)高密度燃料，一定程度上制約了煤焦油的利用。因此需要對煤焦油進(jìn)行處理，將單環(huán)、雙環(huán)改性為多環(huán)結(jié)構(gòu)，從而去除這些不利因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服的煤焦油中含有單環(huán)、雙環(huán)結(jié)構(gòu)不利于生產(chǎn)高密度燃料的問題，本發(fā)明提供一種改性煤焦油及其改性分離方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種改性煤焦油的改性分離方法，包括如下步驟：將煤焦油、改性劑、溶劑和催化劑混合進(jìn)行增環(huán)改性反應(yīng)得到第一粗產(chǎn)品，改性劑采用2,5-二甲基呋喃，煤焦油與改性劑的質(zhì)量比為1：(1～2)，將第一粗產(chǎn)品終止增環(huán)改性反應(yīng)后得到第二粗產(chǎn)品，第二粗產(chǎn)品通過萃取和旋蒸分離雜質(zhì)得到改性煤焦油，雜質(zhì)包括催化劑和溶劑。

4、進(jìn)一步地，催化劑采用路易斯酸，催化劑用量為煤焦油質(zhì)量的5％～10％，溶劑采用二氯甲烷，煤焦油與溶劑的體積比為1：(1～2)。

5、進(jìn)一步地，混合進(jìn)行增環(huán)改性反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20～120℃。

6、進(jìn)一步地，萃取具體為：將第二粗產(chǎn)品與萃取劑混合進(jìn)行萃取，萃取劑采用二氯甲烷，第二粗產(chǎn)品與萃取劑的體積比為1:1，萃取時(shí)間為5～30min。

7、進(jìn)一步地，第一粗產(chǎn)品與鹽酸溶液混合得到第二粗產(chǎn)品，鹽酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為10％。

8、進(jìn)一步地，煤焦油由12％～20％直鏈烷烴、20％～26％單環(huán)、40％～50％雙環(huán)和10％～20％三環(huán)及以上化合物組成。

9、進(jìn)一步地，溶劑采用二氯甲烷，催化劑采用無水三氯化鋁、無水三氯化鐵、無水四氯化錫或無水三氟化硼。

10、進(jìn)一步地，混合的反應(yīng)壓力為101.325kpa，混合的反應(yīng)時(shí)間為6～24h，混合的攪拌速率為200～300rpm/min。

11、進(jìn)一步地，旋蒸的溫度為30～40℃，旋蒸轉(zhuǎn)速設(shè)置為50～80rpm/min，待無氣泡產(chǎn)生后停止旋蒸。

12、一種改性煤焦油，采用所述的一種改性煤焦油的改性分離方法制得。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

14、本發(fā)明提出的一種改性煤焦油的改性分離方法，首次利用改性劑對煤焦油餾分油進(jìn)行增環(huán)改性處理，將煤焦油餾分油中三環(huán)以上組分含量提高20％左右，顯著增加密度及體積熱值，能明顯緩解因加氫處理導(dǎo)致密度降低的問題，從而生產(chǎn)出性能優(yōu)異的高密度燃料；同時(shí)能大幅提高高密度燃料產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)煤焦油高附加值利用。

15、本發(fā)明提出的一種改性煤焦油的改性分離方法，使用的原料為煤焦油，來源廣泛，生產(chǎn)成本低，同時(shí)產(chǎn)品附加值高，經(jīng)濟(jì)效益好。過程簡單，工藝條件易滿足，操作過程危險(xiǎn)系數(shù)低，安全性高。

技術(shù)特征：

1.一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，包括如下步驟：將煤焦油、改性劑、溶劑和催化劑混合進(jìn)行增環(huán)改性反應(yīng)得到第一粗產(chǎn)品，改性劑采用2,5-二甲基呋喃，煤焦油與改性劑的質(zhì)量比為1：(1～2)，將第一粗產(chǎn)品終止增環(huán)改性反應(yīng)后得到第二粗產(chǎn)品，第二粗產(chǎn)品通過萃取和旋蒸分離雜質(zhì)得到改性煤焦油，雜質(zhì)包括催化劑和溶劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，催化劑采用路易斯酸，催化劑用量為煤焦油質(zhì)量的5％～10％，溶劑采用二氯甲烷，煤焦油與溶劑的體積比為1：(1～2)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，混合進(jìn)行增環(huán)改性反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20～120℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，萃取具體為：將第二粗產(chǎn)品與萃取劑混合進(jìn)行萃取，萃取劑采用二氯甲烷，第二粗產(chǎn)品與萃取劑的體積比為1:1，萃取時(shí)間為5～30min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，第一粗產(chǎn)品與鹽酸溶液混合得到第二粗產(chǎn)品，鹽酸溶液的質(zhì)量百分比濃度為10％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，煤焦油由12％～20％直鏈烷烴、20％～26％單環(huán)、40％～50％雙環(huán)和10％～20％三環(huán)及以上化合物組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，溶劑采用二氯甲烷，催化劑采用無水三氯化鋁、無水三氯化鐵、無水四氯化錫或無水三氟化硼。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，混合的反應(yīng)壓力為101.325kpa，混合的反應(yīng)時(shí)間為6～24h，混合的攪拌速率為200～300rpm/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性煤焦油的改性分離方法，其特征在于，旋蒸的溫度為30～40℃，旋蒸轉(zhuǎn)速設(shè)置為50～80rpm/min，待無氣泡產(chǎn)生后停止旋蒸。

10.一種改性煤焦油，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種改性煤焦油的改性分離方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種改性煤焦油及其改性分離方法，包括如下步驟：將煤焦油、改性劑、溶劑和催化劑混合進(jìn)行增環(huán)改性反應(yīng)得到第一粗產(chǎn)品，改性劑采用2,5?二甲基呋喃，煤焦油與改性劑的質(zhì)量比為1：(1～2)，將第一粗產(chǎn)品終止增環(huán)改性反應(yīng)后得到第二粗產(chǎn)品，第二粗產(chǎn)品通過萃取和旋蒸分離雜質(zhì)得到改性煤焦油，雜質(zhì)包括催化劑和溶劑。本發(fā)明首次利用改性劑對煤焦油餾分油進(jìn)行增環(huán)改性處理，將煤焦油餾分油中三環(huán)以上組分含量提高20％左右，顯著增加密度及體積熱值，能明顯緩解因加氫處理導(dǎo)致密度降低的問題，從而生產(chǎn)出性能優(yōu)異的高密度燃料；同時(shí)能大幅提高高密度燃料產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)煤焦油高附加值利用。

技術(shù)研發(fā)人員：牛夢龍,張磊,范崢,方宇航,薛詠戈,郭凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10