一種煤瀝青粉及其製備方法

2023-05-22 19:03:26 1

專利名稱：一種煤瀝青粉及其製備方法
技術領域：
本發明一種煤瀝青粉及其製備方法，屬於廢渣處理技術領域以及能源和環保領域。
背景技術：
煤瀝青是煤焦油中的揮發性餾分被蒸餾後的殘留物，主要由多環芳烴及其衍生物以及雜環化合物組成，約佔煤焦油的50％～60％，除用於製備電極瀝青、建築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，由於其縮合芳環結構和粘度高等特點，使其燃燒時難以燃燒完全，產生大量黑煙，造成環境汙染。
冷凍粉碎技術產生於上世紀初，首先在橡膠及塑料行業得到應用。1970年美國首先採用深冷粉碎技術，生產出細度達60目的精細膠粉，此後在西方國家，利用廢棄橡膠生產精細膠粉得到了迅速的發展。自日本在80年代對食品的低溫冷凍粉碎進行了研究後，美國、歐洲及我國也相繼進行了一些開發研究。冷凍粉碎食品不但能保持粉碎產品的色、香、味及活性物質的性質不變，而且在保證產品微細程度方面具有無法比擬的優勢，符合目前人們追求「綠色食品」的要求，在食品及農畜產品加工行業將有很好的應用前景。
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變溫度或脆化溫度以下，再用粉碎機將其粉碎。

發明內容
本發明一種煤瀝青粉及其製備方法目的在於是公開一種利用我國豐富的煤瀝青資源，開發一種高效能低汙染的燃料原料的製備方法的技術方案。
本發明一種煤瀝青粉，其特徵在於是將煤焦油加工提取餾分後的殘留物煤瀝青採用冷凍粉碎方法製得的粒度為200-320目，能在常溫下穩定儲存的煤瀝青粉，其質量組成為煤瀝青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。
本發明一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於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，添加表面活性劑後將其粉碎，再篩分後製得粒度為200～320目，能在常溫下穩定儲存的煤瀝青粉，煤瀝青為中溫或高溫煤瀝青碎塊，軟化點分別為85～95℃和100～110℃，脆化溫度為-30～15℃，冷凍時間為20～28h，粉碎時間為25～35s，所製得的煤瀝青粉在20～30℃下儲存。
上述的一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於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、十二烷基二甲基苄基氯化銨或十二烷基二甲基苄基溴化銨；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製備方法，其特徵在於是所述的表面活性劑的質量添加量為0.5～2％。
上述的一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於是所述的能在常溫下穩定儲存是指煤瀝青粉在20～30℃下儲存30d後，其篩餘率不超過10％。
本發明一種煤瀝青粉及其製備方法的優點在於製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，還可製備煤瀝青水漿。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，由於煤瀝青粉具有很大的比表面積，燃燒時就可以與空氣中的氧充分混合，這樣就可以改善燃燒特性，進行充分燃燒，達到節約能源、減輕環境汙染的效果。由於煤瀝青具有一定的粘性，常溫下直接粉碎難以達到理想的粉碎效果，且粉碎過程中產生的熱量會使煤瀝青的粘性增加，影響粉碎過程及粉碎質量，因此，採用將煤瀝青冷凍粉碎的方法製備煤瀝青粉。一方面煤瀝青粉具有很大的比表面積，易於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，易於重新聚合發生團聚現象。因此，為了防止團聚現象的發生，在粉碎過程中加入表面活性劑。
具體實施例方式
實施方式1將軟化點為85℃的中溫煤瀝青碎塊於-30℃下冷凍20h後，加入0.5％的十二烷基磺酸鈉粉碎25s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.9％，在30℃下儲存30d後篩餘率為5.1％。
實施方式2將軟化點為93℃的中溫煤瀝青碎塊於15℃下冷凍28h後，加入1％的十二烷基苯磺酸鈉粉碎28s並經280目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.0％，在30℃下儲存30d後篩餘率為6.2％。
實施方式3將軟化點為95℃的中溫煤瀝青碎塊於-25℃下冷凍24h後，加入1.5％的十二烷基萘磺酸鈉粉碎33s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.6％，在30℃下儲存30d後篩餘率為4.7％。
實施方式4將軟化點為90℃的中溫煤瀝青碎塊於-25℃下冷凍25h後，加入2％的木質素磺酸鈉粉碎30s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.7％，在30℃下儲存30d後篩餘率為4.9％。
實施方式5將軟化點為93℃的中溫煤瀝青碎塊於0℃下冷凍20h後，加入0.8％的石油磺酸鈉粉碎28s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.8％，在30℃下儲存30d後篩餘率為5.2％。
實施方式6將軟化點為100℃的高溫煤瀝青碎塊於0℃下冷凍22h後，加入1％的十二烷基三甲基氯化銨粉碎32s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.8％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.1％。
實施方式7將軟化點為106℃的高溫煤瀝青碎塊於-25℃下冷凍26h後，加入1.5％的十二烷基三甲基溴化銨粉碎26s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.1％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.4％。
實施方式8將軟化點為90℃的中溫煤瀝青碎塊於-15℃下冷凍24h後，加入2％的十六烷基三甲基溴化銨粉碎27s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.95％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.8％。
實施方式9將軟化點為93℃的中溫煤瀝青碎塊於0℃下冷凍21h後，加入1％的十六烷基三甲基氯化胺粉碎28s並經280目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.2％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.1％。
實施方式10將軟化點為96℃的中溫煤瀝青碎塊於-10℃下冷凍23h後，加入1.3％的十八烷基三甲基氯化銨粉碎33s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.2％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.0％。
實施方式11將軟化點為105℃的高溫煤瀝青碎塊於-5℃下冷凍20h後，加入1.8％的十八烷基三甲基溴化銨粉碎30s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.9％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.6％。
實施方式12將軟化點為108℃的高溫煤瀝青碎塊於5℃下冷凍24h後，加入1％的雙十烷基二甲基氯化銨粉碎33s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.2％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.6％。
實施方式13將軟化點為90℃的中溫煤瀝青碎塊於0℃下冷凍26h後，加入1.5％的雙十烷基二甲基溴化銨粉碎34s並經320目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.8％，在30℃下儲存30d後篩餘率為9.2％。
實施方式14將軟化點為93℃的中溫煤瀝青碎塊於-5℃下冷凍28h後，加入1.9％的雙十二烷基二甲基溴化銨粉碎30s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.8％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.0％。
實施方式15將軟化點為95℃的中溫煤瀝青碎塊於-10℃下冷凍20h後，加入0.7％的雙十二烷基二甲基氯化銨粉碎28s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.5％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.8％。
實施方式16將軟化點為110℃的高溫煤瀝青碎塊於-15℃下冷凍23h後，加入1.5％的十二烷基二甲基苄基氯化銨粉碎30s並經280目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.8％，在30℃下儲存30d後篩餘率為9.1％。
實施方式17將軟化點為108℃的高溫煤瀝青碎塊於-25℃下冷凍24h後，加入2％的十二烷基二甲基苄基溴化銨粉碎35s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.7％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.8％。
實施方式18將軟化點為90℃的中溫煤瀝青碎塊於15℃下冷凍21h後，加入1.2％的OP-10粉碎34s並經320目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.3％，在30℃下儲存30d後篩餘率為9.6％。
實施方式19將軟化點為93℃的中溫煤瀝青碎塊於10℃下冷凍22h後，加入1.5％的Span-20粉碎28s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.5％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.7％。
實施方式20將軟化點為89℃的中溫煤瀝青碎塊於5℃下冷凍23h後，加入1.9％的Span-40粉碎33s並經280目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.2％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.9％。
實施方式21將軟化點為110℃的高溫煤瀝青碎塊於0℃下冷凍24h後，加入1％的Span-60粉碎30s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.4％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.6％。
實施方式22將軟化點為108℃的高溫煤瀝青碎塊於-5℃下冷凍25h後，加入1.5％的Span-80粉碎29s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.9％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.4％。
實施方式23將軟化點為88℃的中溫煤瀝青碎塊於-10℃下冷凍26h後，加入2％的Tween-20粉碎30s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.8％，在30℃下儲存30d後篩餘率為7.3％。
實施方式24將軟化點為93℃的中溫煤瀝青碎塊於-15℃下冷凍27h後，加入1％的Tween-40粉碎28s並經240目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為1.4％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.2％。
實施方式25將軟化點為110℃的高溫煤瀝青碎塊於-20℃下冷凍28h後，加入1.5％的Tween-60粉碎30s並經280目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.9％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.9％。
實施方式26將軟化點為108℃的高溫煤瀝青碎塊於-25℃下冷凍24h後，加入2％的Tween-80粉碎35s並經200目標準篩篩分，製得煤瀝青粉。所製得的煤瀝青粉在20℃下儲存30d後篩餘率為0.7％，在30℃下儲存30d後篩餘率為8.1％。
權利要求
1.一種煤瀝青粉，其特徵在於是將煤焦油加工提取餾分後的殘留物煤瀝青採用冷凍粉碎方法製得的粒度為200-320目，能在常溫下穩定儲存的煤瀝青粉，其質量組成為煤瀝青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.權利要求1所述的一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於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，添加表面活性劑後將其粉碎，再篩分後製得粒度為200～320目，能在常溫下穩定儲存的煤瀝青粉，煤瀝青為中溫或高溫煤瀝青碎塊，軟化點分別為85～95℃和100～110℃，脆化溫度為-30～15℃，冷凍時間為20～28h，粉碎時間為25～35s，所製得的煤瀝青粉在20～30℃下儲存。
3.根據權利要求2所述的一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於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、十二烷基二甲基苄基氯化銨或十二烷基二甲基苄基溴化銨；非離子表面活性劑是指OP-10、Span20、Span40、Span60、Span80、Tween20、Tween40、Tween60或Tween80。
4.根據權利要求2所述的一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於是所述的表面活性劑的質量添加量為0.5～2％。
5.根據權利要求2所述的一種煤瀝青粉的製備方法，其特徵在於是所述的能在常溫下穩定儲存是指煤瀝青粉在20～30℃下儲存30d後，其篩餘率不超過10％。
全文摘要
一種煤瀝青粉及其製備方法，屬於廢渣處理技術、能源和環保領域，主要解決煤瀝青難以直接燃燒的問題。其特徵在於是採用冷凍粉碎法製備煤瀝青粉，首先將煤瀝青冷凍至脆化溫度，添加表面活性劑後將其粉碎，再篩分後製得粒度為200～320目，能在常溫下穩定儲存的煤瀝青粉，煤瀝青為中溫或高溫煤瀝青碎塊，軟化點分別為85～95℃和100～110℃，脆化溫度為－30～15℃，冷凍時間為20～28h，粉碎時間為25～35s，所製得的煤瀝青粉在20～30℃下儲存。製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，還可製備煤瀝青水漿。
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 優先權日2006年9月21日
發明者魏文瓏, 楊懷旺, 常宏宏, 姚潤生, 王志忠 申請人:太原理工大學, 臨汾同世達實業有限公司