一种结晶法脱除褐煤蜡中树脂的溶剂与方法
【专利摘要】一种结晶法脱除褐煤蜡中树脂的溶剂与方法，属于从褐煤蜡中脱出树脂的方法。该方法步骤如下：(1)加热溶解：将褐煤蜡颗粒置入结晶釜中，向结晶釜中注入环己烷或乙酸乙酯溶剂，料液质量比为1:5～50，搅拌，蒸汽对结晶釜加热，控制容器压强在1.0～5.0MPa，直至褐煤蜡颗粒溶解；(2)冷却结晶：褐煤蜡颗粒溶解后，停止加热，水冷结晶釜，温度在-10～20℃，维持低温结晶10～50min；(3)过滤烘干：结晶结束后，过滤，使滤渣与滤液分开，滤渣于40℃在真空干燥机中减压烘干，然后压制成形；(4)滤液回收：精馏回收，将溶剂和树脂分离，并循环利用。本发明采用的溶剂为环己烷或乙酸乙酯，这两种溶剂均无毒，对人体伤害小，且有无腐蚀作用，溶剂可以循环利用，对生态环境无危害，绿色环保。
【专利说明】一种结晶法脱除褐煤蜡中树脂的溶剂与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从褐煤蜡中脱出树脂的方法，特别是一种结晶法脱除褐煤蜡中树脂的溶剂与方法。
【背景技术】
[0002]褐煤蜡主要组分包括纯蜡、浙青和树脂，不同成煤环境下的煤提取的褐煤蜡的组成不同，一般纯蜡组分占60?70 %，树脂组分占20?30 %，浙青组分占5?20 %。目前德国的褐煤蜡提取技术比较成熟，其生产的褐煤蜡树脂含量较低，一般在15 %左右，而我国生产的褐煤蜡中树脂含量高达25?30%，远远达不到工业要求。树脂含量过高会使褐煤蜡发粘，影响褐煤蜡与石蜡的共溶性，降低褐煤蜡的物理性能和机械性能，使其价值大打折扣，我国生产的褐煤蜡与德国生产的褐煤蜡差价在每吨I万元左右，而我国生产的褐煤蜡的其他性能指标(酸值、皂化值)均优于德国产褐煤蜡，因此降低褐煤蜡中树脂含量成为一个亟待解决的问题。
[0003]目前有关褐煤蜡脱树脂的专利有:一种粗褐煤蜡节能高效脱树脂方法及装置(CN103897734A)、一种连续生产脱脂褐煤蜡联产树脂的方法及其装置(CN 103666561A)、一种褐煤蜡高效脱树脂装置及脱除树脂方法(CN 103614161A)、褐煤蜡中树脂物的脱出方法(CN 103074109A)、一种粗褐煤蜡的脱脂方法(CN 103074108A)。综合以上发现褐煤蜡脱树脂的方法主要有两类:浸取和多级逆流萃取，通常采用的溶剂为苯、甲苯或乙酸乙酯、或者是乙酸乙酯与苯或甲苯的混合溶剂。
[0004]浸取工艺流程是将粗褐煤蜡经粉碎、干燥、筛分后，将得到的褐煤蜡颗粒与有机溶剂按一定的固液比在常温下浸取2?4h后分离，得到浸取液和固形物。将固形物置于分离装置中加热除去残存的有机溶剂，得到脱脂褐煤蜡；将浸取液置入分离容器中，经固液分离得到有机溶剂溶液和不溶物，有机溶剂溶液经精馏回收有机溶剂，不溶物经蒸发得到褐煤树脂。
[0005]多级逆流萃取工艺流程是将褐煤蜡经粉碎、干燥、筛选后，将得到的褐煤蜡颗粒送入多级逆流萃取器中进行液固相萃取，萃取温度为-20?40°C，以有机溶剂为萃取剂进行多级逆流萃取，褐煤蜡颗粒依序经过含树脂浓度降低的有机溶剂连续萃取，萃取120?180min后用不含树脂的有机溶剂萃取60?80min,萃取级数3?8级,萃取结束后得到脱脂蜡固形物和含树脂的有机溶剂混合液。将经过萃取得到的脱脂蜡固形物送入蒸发器中进行加热，脱脂蜡固形物中含有的少量有机溶剂在蒸发器中被蒸发，蒸发的有机溶剂冷凝后回收，蒸发结束后得到脱脂蜡液，将脱脂蜡液送到成型机上成型，得到脱脂蜡产品。将萃取结束后得到的含树脂的有机溶剂混合液泵入蒸发器中，蒸发除去含树脂有机溶剂混合液中70?80%的有机溶剂，蒸发的有机溶剂冷凝后回收，蒸发结束后得到树脂物，蒸发出来的有机溶剂冷凝后回收。
[0006]浸取法属于间歇式操作，投资少；多级逆流萃取法是连续式操作，投资虽大但效率较高，物料停留时间较短，适用于较大规模脱脂。这两类方法本质都是固液萃取分离操作，利用在低温情况下褐煤蜡中树脂成分在有机溶剂中的溶解度要远大于纯蜡成分的原理脱树脂。但是这两类方法只能脱除褐煤蜡颗粒表面的树脂，颗粒深层的树脂被外层固相包裹无法与溶剂接触，不能脱脂，所以脱脂效率不高；利用苯或者甲苯为溶剂时，制得的成品中会残留有毒溶剂，对人健康造成危害，导致产品滞销。此外多级逆流萃取过程中需要的萃取剂量较大，能耗高；溶剂回收率不高，且回收过程中会有部分溶剂挥发出来，造成环境污染。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是要提供一种结晶法脱除褐煤蜡中树脂的溶剂与方法，解决现有的褐煤蜡脱树脂均采用固液萃取法，溶剂无法完全进入颗粒内部，只能对褐煤蜡颗粒表面的树脂进行萃取脱除，颗粒深层的树脂因被包裹脱除困难的问题。
[0008]本发明的目的是这样实现的:该方法包括加热溶解、冷却结晶、过滤烘干和滤液回收的步骤；具体步骤如下:
[0009](I)加热溶解:将褐煤蜡颗粒置入结晶釜中，利用溶剂泵向结晶釜中注入溶剂，所述的溶剂为环己烷溶液或乙酸乙酯，褐煤蜡颗粒与溶液的料液质量比为1:5?50，搅拌，利用饱和蒸汽对结晶釜加热，加热量控制容器压强在1.0?5.0MPa，直至褐煤蜡颗粒完全溶解；
[0010](2)冷却结晶:待褐煤蜡颗粒完全溶解后，停止加热，利用冷却水对结晶釜冷却，使褐煤蜡结晶，釜内温度控制在-10?20°C，维持低温结晶10?50min ；
[0011](3)过滤烘干:结晶结束后，利用真空抽滤或者离心过滤，使滤渣与滤液分开，将得到的滤渣于40°C在真空干燥机中减压烘干，然后压制成形，得到褐煤蜡成品；
[0012](4)滤液回收:采用精馏法对滤液进行回收，将溶剂和树脂进行分离，以进行循环利用；
[0013]所述的乙酸乙酯或者环己烷溶剂均是纯溶剂。
[0014]有益效果，由于采用了上述方案，高效环保的脱除褐煤蜡中树脂的方法降低了褐煤蜡中树脂的含量。该方法是以环己烷或者乙酸乙酯为溶剂，利用冷却结晶的方法脱除褐煤腊中树脂；揭煤腊颗粒在较闻的温度下溶解于一定量溶剂中，待颗粒完全溶解后对溶液进行冷却，随着温度的降低，纯蜡在此两种溶剂中的溶解度变化较大，结晶析出；而树脂的溶解度随温度变化较小，基本不会结晶析出，从而达到分离的目的，得到纯度较高的褐煤腊。
[0015]采用本发明方法脱除褐煤蜡中树脂有以下优点:从脱脂效果上看本发明克服了以往萃取提取褐煤蜡树脂只能提取表面树脂的弊端，树脂脱除较彻底，纯蜡收率较高，若采用多级结晶操作，还可以得到更低树脂含量的褐煤蜡；从操作时间上看，加热溶解和冷却结晶所需时间都短，而低温下固液萃取速率较小，本发明方法总处理时间相比要短许多；从环保方面看，本发明采用的溶剂为环己烷或乙酸乙酯，这两种溶剂均无毒，对人体伤害小，且有无腐蚀作用，溶剂可以循环利用，对生态环境无危害，绿色环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的脱树脂方法流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明进行限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的改进范围。
[0018]实施例1:一种以环己烷为溶剂的褐煤蜡脱树脂方法，具体步骤为:
[0019]取I吨树脂含量为28.3%粒度小于1mm的褐煤蜡颗粒，将褐煤蜡颗粒置入夹套式结晶釜中，利用溶剂泵向结晶釜中注入环己烷溶剂，褐煤蜡颗粒与环己烷溶剂的料液比为1:35，搅拌，加热(蒸汽走夹套)，压强控制2.0MPa,维持加热20min。切断水蒸汽，往结晶釜夹套中加入冷却水对结晶釜内的溶液进行冷却，使结晶釜内溶液温度保持在20°C，冷却结晶30min。用循环水真空泵进行抽滤，使滤渣与溶液分开，将得到的滤渣于40°C产品干燥机烘干，得到褐煤蜡成品。按GB2561-81进行脱脂率的测定，经测定发现褐煤蜡的脱脂率为 32.66%，收率为 59.60% ο
[0020]实施例2: —种以乙酸乙酯为溶剂的褐煤蜡脱树脂方法，具体步骤为:
[0021]取I吨树脂含量为29.1 %粒度小于1mm的褐煤蜡颗粒，将褐煤蜡颗粒置入结晶釜中，利用溶剂泵向结晶釜中注入乙酸乙酯溶剂，褐煤蜡颗粒与乙酸乙酯溶剂的料液比为1:30，搅拌，加热，压强控制3.0MPa，维持加热20min。然后以冷却水冷却溶液，使温度保持在20°C，冷却结晶30min。再用循环水真空泵进行抽滤，将得到的滤渣于40°C产品干燥机烘干，得到褐煤蜡成品。按GB2561-81进行脱脂率的测定，经测定发现褐煤蜡的脱脂率为30.28%，收率为 61.33%。
【权利要求】
1.一种结晶法脱除褐煤蜡中树脂的溶剂与方法，其特征是:其特征是:该方法包括加热溶解、冷却结晶、过滤烘干和滤液回收的步骤； 具体步骤如下: (1)加热溶解:将褐煤蜡颗粒置入结晶釜中，利用溶剂泵向结晶釜中注入环己烷或乙酸乙酯溶剂，褐煤蜡颗粒与溶剂的料液质量比为1:5飞O，搅拌，利用饱和蒸汽对结晶釜加热，加热量控制容器压强在1.(Γ5.0MPa，直至褐煤蜡颗粒完全溶解； (2)冷却结晶:待褐煤蜡颗粒完全溶解后，停止加热，利用冷却水对结晶釜冷却，使褐煤蜡结晶，釜内温度控制在-1(T20°C，维持低温结晶l(T50min ； (3)过滤烘干:结晶结束后，利用真空抽滤或者离心过滤，使滤渣与滤液分开，将得到的滤渣于40°C在真空干燥机中减压烘干，然后压制成形，得到褐煤蜡成品； (4)滤液回收:采用精馏法对滤液进行回收，将溶剂和树脂进行分离，以进行循环利用； 所述的乙酸乙酯或者环己烷溶剂均是纯溶剂。
【文档编号】C10G73/12GK104312627SQ201410584153
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】胡光洲, 卞振涛, 李慧婷, 詹贵贵, 朱俊生 申请人:中国矿业大学