一种基于选择性反应-溶剂梯级分离煤焦油的方法_2

文档序号:9838191阅读:来源:国知局
氧化合物和烯烃类化合物,以上这些化合物会在酸性/碱性条件下发生中和、磺化、硝化、 加成和聚合等反应,反应后进一步分离出反应产物和未反应产物,通过一步或多步反应,脱 除相应煤焦油/其馏分的一类化合物,再通过对反应产物进行梯度溶剂萃取分离,可将煤焦 油分离为若干个窄馏分。
[0027] 本发明是一种基于选择性反应-溶剂梯级分离煤焦油的方法,涉及煤焦油的精细 分离,可以作为煤焦油加氢精制生产化学品的预处理工艺;本发明提供了一种分离得到煤 焦油窄馏分的方法,可依据不同组分对煤焦油仪器分析是否有干扰将其反应分离掉,同时 对已发生反应/聚合的物质进行解聚来进行回收或对其结构进行鉴定。本发明是一种方法 简单、有效分离煤焦油的新方法。
【附图说明】
[0028]图1为WR0的总离子流色谱图;
[0029]图2为图1中方框处的放大图;
[0030]图3为剩余油的总离子流色谱图;其中,图3(a)FR0;图3(b)BR0;图3(c)PR0;
[0031]图4为2 300°C馏分和反应剩余固体甲苯不溶THF可溶物的凝胶色谱图;
[0032]图5为2 300°C馏分和剩余固体甲苯不溶四氢呋喃可溶物的FTIR谱图;其中,(a) 2 300 °C frac t i on;(b)FRTO;(c)BRTO;(d)PRT0;
[0033] 图6为2 300°C馏分和剩余固体四氢呋喃不溶物的FTIR谱图;(a) 2 300°C fraction;(b)FIF;(c)BIF;(d)PIF。
[0034] 图7为正己烷可溶物总离子流色谱图。
[0035]图8为正己烷六类物质含量比较。
[0036] 图9为甲苯可溶物总离子流色谱图。
[0037] 图10为HEXS总离子流色谱图。
[0038] 图11为HEXI-TS总离子流色谱图。
[0039] 图12为TI-EACS总离子流色谱图。
[0040] 图13为EACI-CPS总离子流色谱图。
[0041 ] 图14为CPSI-EAS总离子流色谱图。
[0042] 图15为EAI-MTS总离子流色谱图。
[0043] 图16为MTI-THFS总离子流色谱图。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合实例进一步阐明本发明的内容。
[0045] 本发明基于选择性反应-溶剂梯级分离煤焦油的方法,具体如下:
[0046] 在40~180°C的多段程序升温条件下,将煤焦油或煤焦油馏分与醛类化合物混合, 加入酸反应〇.5_14h后静置、冷却,得到反应产物;其中,醛类化合物的量与煤焦油或煤焦油 馏分的质量比为(0.2-1.5): 1;酸的加入量为煤焦油或煤焦油馏分质量的1-5%;
[0047]或在40~180°C的多段程序升温条件下,将煤焦油或煤焦油馏分与醛类化合物混 合加入碱反应〇.5-14h完后静置、冷却,得到反应产物;其中,醛类化合物的量与煤焦油或煤 焦油馏分的质量比为(0.2-1.5): 1;碱的加入量为煤焦油或煤焦油馏分质量的1-5%;
[0048]或在40~180°C的多段程序升温条件下,将煤焦油或煤焦油馏分与酸混合,再与醛 类化合物反应〇. 5-14h,反应完后静置、冷却,得到反应产物,其中,酸的加入量为煤焦油或 煤焦油馏分质量的1-5%,醛类化合物的量与煤焦油或煤焦油馏分的质量比为(0.2-1.5): 1;
[0049]或在40~180°C的多段程序升温条件下,将煤焦油或煤焦油馏分与碱混合,再与醛 类化合物反应〇.5-14h,反应完后静置、冷却,得到反应产物,其中,碱的加入量为煤焦油或 煤焦油馏分质量的1-5%,醛类化合物的量与煤焦油或煤焦油馏分的质量比为(0.2-1.5): 1;
[0050]对反应产物采用沸点小于200°C的溶剂进行梯度溶剂萃取分离,得到萃取液,将萃 取液通过蒸馏的方法回收溶剂,得到萃取物,将煤焦油或煤焦油馏分分离为若干个窄馏分, 完成煤焦油或煤焦油馏分的分离。
[0051] 本发明中之所以选择多段程序升温,是根据原料的不同进行的,并且在不同的温 度下可以是原料中的组分与醛、碱或者酸反应。
[0052] 所述煤焦油为高温煤焦油、中温煤焦油、中低温煤焦油、低温煤焦油或煤直接液化 油;煤焦油馏分为煤焦油蒸馏馏分、溶剂萃取馏分、柱层析洗脱馏分或超临界萃取馏分。 [0053]所述煤焦油蒸馏馏分包括小于170°C的轻油馏分、170-210°C的酚油馏分、210-230 °C的萘油馏分、230-300 °C的洗油馏分、300-360 °C的蒽油馏分和360 °C蒸馏得到的沥青。 [0054]所述酸是有机酸或无机酸。其中有机酸为乙酸、对甲苯磺酸、羟基乙酸、草酸、柠檬 酸或乙二胺四乙酸;无机酸为硫酸、硝酸、盐酸或磷酸。
[0055] 所述碱是有机碱或无机碱。其中,无机碱为氢氧化钠、氢氧化妈或氢氧化钾;有机 碱为甲胺、乙胺、乙醇胺或乙二胺。
[0056] 所述醛类化合物为甲醛、糠醛、苯甲醛、三聚甲醛或多聚甲醛。
[0057]所述梯度溶剂萃取分离采用的溶剂按照正己烷、二硫化碳、苯、甲苯、乙腈、乙酸乙 酯、丙酮、四氢呋喃、喹啉、吡啶、N-甲基吡咯烷酮、乙醇和甲醇极性由小到大进行梯度萃取 分离,或以上正己烷、二硫化碳、苯、甲苯、乙腈、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃、喹啉、吡啶、N-甲 基吡咯烷酮、乙醇和甲醇中的两两组合调配成不同溶剂极性的溶剂,或按照正己烷、甲苯、 乙酸乙酯和四氢呋喃相对于沥青溶解度由小到大进行梯度萃取分离。在实际中可以采用上 述溶剂中的一种或者几种进行萃取,当采用的溶剂的种类较多时,由于溶剂极性的原因,使 得分离得到的产物的成分不同。
[0058] 所述梯度溶剂萃取分离采用的萃取方法为超声萃取法、索式萃取法或超临界萃取 法;所述蒸馏的温度为60~210°C。
[0059] 实验原料为取自陕北府谷县某兰炭厂的中低温煤焦油,按国标测定其基本性质见 表1。
[0060] 表1中低温煤焦油的基本性质
[0061]
[0062] 注:*差减法
[0063] 一种基于选择性反应-溶剂梯级分离煤焦油的方法,在40~180°C的多段程序升温 条件下,将煤焦油/其馏分与酸反应、煤焦油/其馏分与碱反应,或酸性条件下,煤焦油/其馏 分与醛类化合物反应,或碱性条件下,煤焦油/其馏分与醛类化合物反应,反应时间为0.5-14h(段程序升温条件下),以上反应也可以是它们之间的组合,如:先将煤焦油/其馏分与酸 混合,再与醛类化合物反应。反应完后静置、冷却,得到反应产物,分别对反应产物采用溶剂 沸点小于200°C的溶剂进行梯度溶剂萃取分离,得到萃取液,将萃取液通过蒸馏的方法回收 溶剂,得到萃取物,完成煤焦油的分离;按照以上过程将煤焦油分离为若干个窄馏分;其中, 酸/碱加入量为煤焦油/其馏分质量的1-5%,醛类化合物的量与煤焦油/其馏分的质量比为 (0.2-1.5):1〇
[0064] 采用无机/有机酸、有机/无机碱或醛类化合物与煤焦油/馏分发生反应,采用溶剂 梯度萃取分离反应产物,得到煤焦油/馏分的窄馏分,从而达到分离煤焦油的目的。
[0065] 具体的,所述的无机酸、有机酸、有机碱、无机碱或醛类化合物统称为待添加反应 物,待添加反应物可以是无机/有机酸、有机/无机碱、无机/有机酸和醛类化合物或有机/无 机碱和醛类化合物组成。也可为梯度反应,先无机酸/有机酸、再用无机酸/有机酸和醛类化 合物反应,最后用有机碱/无机碱和醛类化合物反应,反应顺序可发生变化即:根据添加反 应物性质的不同,采取以下两种加料方式:
[0066] 1、先将煤焦油或其馏分和待添加反应物混合,加热
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