一种褐煤树脂的制备方法及褐煤树脂的应用与流程

本发明涉及煤化工，更具体地说，它涉及一种褐煤树脂的制备方法及褐煤树脂的应用。

背景技术：

1、褐煤树脂是一种天然的有机物，它是由植物残渣在地下经过长时间的压力和温度作用形成的，主要有褐煤中提取而来，主要用于制备树脂状材料。褐煤树脂具有很高的含水率和杂质含量，因此在工业上很难直接应用。但是，通过对褐煤树脂进行磺化反应，可以得到一种具有良好性能的化学原料。褐煤是一种缩合多环芳舌族有机化合物，有较多的活性官能团、共轭基团和弱化学键，在某些引发剂存在下，很容易与有机高聚物的单体(如乙烯、丙烯、丙烯睛、丙烯酷胺等)发生聚合或缩聚反应，形成大分子有机高聚物，一般称为“褐煤树脂”，主要用于抗高温石油钻井液降滤失剂、重金属吸附树脂、吸水树脂等。

2、工业上褐煤树脂的生产过程主要包括煤炭破碎、浸出、脱水、净化和干燥等步骤，工艺步骤较为简单，进而导致褐煤树脂处理过程中褐煤树脂溶解过程耗费时间长，且在溶解析出过程中溶解率低，从而导致同等质量的褐煤树脂生产量较低，且生产褐煤树脂的工艺步骤受到外界环境的影响较大，尤其时这些工艺步骤中的各个参数，不同参数的设置影响褐煤树脂的产品的质量和产量。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种褐煤树脂的制备方法及褐煤树脂的应用。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种褐煤树脂的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤一：将褐煤经过破碎设备进行粉碎得到褐煤颗粒，将褐煤颗粒经过筛分机筛分处理后得到颗粒大小均匀的褐煤颗粒；

5、步骤二、浸出处理：将破碎、筛分后得到的大小均匀的褐煤颗粒放入浸出器中，加入适量的在溶剂罐中经过加热的溶剂；

6、步骤三、溶解析出：通过设置在浸出装置内的加热和搅拌结构对褐煤颗粒与溶剂进行加热和搅拌，使溶剂与褐煤充分接触，然后加热浸取2-3h，从而将褐煤中的有机物溶解出来；

7、步骤四、固液分离：常温环境下静置30-45min后，将浸出后的溶液按比例混入由蒸馏水箱输出的蒸馏水，然后将混合物送入分离设备进行固液分离，得到浸取液和不溶物；

8、步骤五、脱水处理：分离后的浸取液导入至脱水装置中进行脱水处理，以去除其中的水分得到较为纯净的溶液；

9、步骤六、净化处理：对脱水后的浸取液进行净化处理，以去除其中的不溶物，得到更加纯净的溶液；

10、步骤七、干燥处理：将净化后的溶液进行干燥处理，将经过干燥得到的褐煤树脂产品，通过导管伴随高温空气通入至旋风分离器进行再次干燥分离，以得到固态的褐煤树脂产品。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述筛分机筛分过程中去除细粉和粗粒，得到粒度为1-3mm的颗粒大小均匀的褐煤颗粒。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述溶剂为煤焦油、煤油、丙酮中的一种或两种或三种，所述溶剂用量大于褐煤颗粒量，所述褐煤颗粒与溶剂的质量比为1:8-15，所述溶剂罐中的溶剂由脱水过程中产生的高温蒸汽加热，所述溶剂的加热温度在50-70℃之间，以实现热量的再利用。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述浸出过程在100-150℃的条件下搅拌反应60-90min，搅拌结构转速控制在100-300转/分，然后，在100-150℃的条件下静置45-60min后再次搅拌30-45min。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述分离设备包括沉淀槽、离心机，浸取液和蒸馏水依次通过沉淀槽、离心机处理，将溶液中的固体颗粒与溶液分离，分离过程中，浸出液与蒸馏水的用量为1:2-3。

15、作为本发明的一种优选技术方案，所述脱水装置为蒸发器，将溶液导入至蒸发器进行加热蒸发，以去除溶液中的水分，从而得到更加纯净的溶液，所述蒸发器对溶液脱水过程中产生的高温水蒸气对溶剂罐加热。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述净化过程中采用沉淀、吸附、过滤相结合的方式，依次通过沉淀、吸附、过滤的净化步骤，可以进一步提高产品的纯度和质量，所述不溶物包括杂质和褐煤颗粒等固形物。

17、作为本发明的一种优选技术方案，所述旋风分离器以及干燥装置输出的带有较高温度的气流输入至蒸馏水箱对蒸馏水箱预热处理，蒸馏水箱内的蒸馏水加热至70-85℃。

18、作为本发明的一种优选技术方案，所述干燥通常采用先脱水后加热的方法，然后，空气加热器吹出的高速、高温空气对脱水后的褐煤树脂进行加热，同时提高导入至旋风分离器中褐煤树脂扥速率，使济液中的水分蒸发掉从而得到固态产品。

19、一种褐煤树脂的应用，所述褐煤树脂主要用于制备石油钻井液。

20、本发明的优点是：

21、1、本发明采用煤焦油作为褐煤树脂有机物的浸出溶剂，并在浸出过程中对褐煤颗粒与溶剂进行加热和搅拌，使溶剂与褐煤充分接触保证对褐煤树脂有机物的析出溶解效果，然后将浸出液经过沉淀槽、离心机进行固液分离，使用蒸发器进行脱水，采用沉淀、吸附、过滤相结合的方式进行净化处理后进行加热干燥，再在空气加热器的作用下导入至旋风分离器进行进一步的干燥除杂，保证溶解出褐煤树脂的产品量和质量。

22、2、本发明通过蒸发器对溶剂罐加热、旋风分离器以及干燥装置输出的带有较高温度的气流输入至蒸馏水箱对蒸馏水箱预热处理，实现对蒸发器、旋风分离器以及干燥装置输出的热量再次利用，降低对能源的消耗，提高节能环保的效果。

23、3、本发明在褐煤树脂生产工艺步骤中对使用到的溶剂和液体进行加热，能够有效提高褐煤中褐煤树脂与溶剂的溶解速率，使得褐煤中褐煤树脂充分溶解在溶剂中，从而有助于提高褐煤树脂的产量和质量。

技术特征：

1.一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述筛分机筛分过程中去除细粉和粗粒，得到粒度为1-3mm的颗粒大小均匀的褐煤颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为煤焦油、煤油、丙酮中的一种或两种或三种，所述溶剂用量大于褐煤颗粒量，所述褐煤颗粒与溶剂的质量比为1:8-15，所述溶剂罐中的溶剂由脱水过程中产生的高温蒸汽加热，所述溶剂的加热温度在50-70℃之间。

4.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述浸出过程在100-150℃的条件下搅拌反应60-90min，搅拌结构转速控制在100-300转/分，然后，在100-150℃的条件下静置45-60min后再次搅拌30-45min。

5.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述分离设备包括沉淀槽、离心机，浸取液和蒸馏水依次通过沉淀槽、离心机处理，将溶液中的固体颗粒与溶液分离，分离过程中，浸出液与蒸馏水的用量比为1:2-3。

6.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述脱水装置为蒸发器，将溶液导入至蒸发器进行加热蒸发，以去除溶液中的水分，从而得到更加纯净的溶液，所述蒸发器对溶液脱水过程中产生的高温水蒸气对溶剂罐加热。

7.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述净化过程中采用沉淀、吸附、过滤相结合的方式，依次通过沉淀、吸附、过滤的净化步骤，可以进一步提高产品的纯度和质量，所述不溶物包括杂质和褐煤颗粒等固形物。

8.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述旋风分离器以及干燥装置输出的带有较高温度的气流输入至蒸馏水箱对蒸馏水箱预热处理，蒸馏水箱内的蒸馏水加热至70-85℃。

9.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的制备方法，其特征在于，所述干燥处理采用先脱水后加热的方法，然后，空气加热器吹出的高速、高温空气对脱水后的褐煤树脂进行加热，同时提高导入至旋风分离器中褐煤树脂的速率，使济液中的水分蒸发掉从而得到固态产品。

10.根据权利要求1所述的一种褐煤树脂的应用，其特征在于，所述褐煤树脂主要用于制备石油钻井液。

技术总结
本发明适用于煤化工技术领域，提供了一种褐煤树脂的制备方法及褐煤树脂的应用，制备方法包括：将褐煤进行破碎、筛分后导入至浸出器中，再溶解析出的过程中加热、搅拌，浸出的浸出液导入至沉淀槽、离心机进行分离处理后进行蒸发处理，蒸发处理后的纯净溶液进行沉淀、吸附、过滤处理后导入至干燥装置进行干燥处理。本发明采用煤焦油作为浸出溶剂，浸出过程中进行加热和搅拌，保证对褐煤树脂有机物的析出溶解效果，浸出液经过沉淀槽、离心机进行固液分离，使用蒸发器进行脱水，采用沉淀、吸附、过滤相结合的方式进行净化处理后加热干燥，再在空气加热器的作用下导入至旋风分离器进行进一步的干燥除杂，保证溶解出褐煤树脂的产品量和质量。

技术研发人员：唐加利,唐靖涵,韩丹
受保护的技术使用者：陕西万德石油科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15