一種改性煤焦油及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種改性煤焦油及其制備方法。其技術(shù)方案是：先將50~70份質(zhì)量的煤焦油置入帶有回流裝置的反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至75~95℃，再向反應(yīng)釜內(nèi)加入27~47份質(zhì)量的混合溶劑，攪拌5~15min，攪拌速度為100~150r/min；然后在相同溫度和攪拌速度的條件下，加入2.5~3.8份質(zhì)量的改性劑和0.4~0.6份質(zhì)量的催化劑，攪拌1~5h，得到改性煤焦油。本發(fā)明具有工藝簡單、反應(yīng)溫度低、改性劑用量少、溶劑可在煤焦油加工過程中得到回收、成本低和能有效降低煤焦油中多環(huán)芳烴3,4-苯并芘含量的特點(diǎn)。
【專利說明】一種改性煤焦油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤焦油【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種改性煤焦油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤焦油是煤裂解過程中的副產(chǎn)物，約占煤的3~4wt%。煤焦油常溫下為黑色粘稠液體，是一種由芳香族化合物組成的復(fù)雜混合物，含有大量沸點(diǎn)相近化合物、恒沸點(diǎn)化合物或熱不穩(wěn)定化合物。目前，煤焦油主要是用來分離加工各類化工產(chǎn)品。
[0003]煤焦油中含有上萬種有機(jī)化合物，目前可以鑒定出的僅有500余種，其中中性組分有174種，酸性組分有63種，堿性組分有113種，還含有其他稠環(huán)和含氧、含硫等雜環(huán)化合物，煤浙青是煤焦油分離提純后的殘?jiān)Ｃ航褂驮诜蛛x過程中大部分多環(huán)芳烴會殘留煤浙青中，導(dǎo)致煤浙青中含有致癌物多環(huán)芳烴，最具代表性的是3，4-苯并芘(1.5%~2.5%)，實(shí)際上制約了煤浙青的諸多應(yīng)用。為此德國采用真空蒸餾法(US 5262043)，該方法采用一個(gè)蒸發(fā)面積為330-1000m2/m3的蒸發(fā)器，在壓力為IMPa和溫度為30(T38(TC時(shí)將煤浙青減壓蒸懼，煤浙青在蒸發(fā)器停留時(shí)間為2"!Omin,得到的煤浙青所含的3，4-苯并花小于50 ppm ；波蘭采用聚合改性法(Janusz Zielinski (Benzo [a]pyrene in coal tar pitch: chemicalconversion in situ by alkylation，fuel，75，1543-1548，1996)，用聚乙二醇(分子量>1500)作為聚合改性劑，在160°C下反應(yīng)0.5飛h，3，4-苯并芘降低率可達(dá)到90%。雖然這兩種方法都能達(dá)到降低煤浙青中多環(huán)芳烴的效果，但是由于條件苛刻，成本高或耗能大都難以在工業(yè)化生產(chǎn)中得到 應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡單和成本低的改性煤焦油的制備方法；用該方法制備的改性煤焦油中的3，4-苯并芘的含量能得到有效降低。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:先將50-70份質(zhì)量的煤焦油置入帶有回流裝置的反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至75、5°C，再向反應(yīng)釜內(nèi)加入27~47份質(zhì)量的混合溶劑，攪拌5~15min,攪拌速度為10(Tl50r/min ;然后在相同溫度和攪拌速度的條件下,加入
2.5^3.8份質(zhì)量的改性劑和0.1~0.6份質(zhì)量的催化劑，攪拌I h，得到改性煤焦油。
[0006]所述煤焦油為中溫煤焦油或?yàn)楦邷孛航褂汀?br> [0007]所述混合溶劑為環(huán)己烷與甲苯的混合溶劑、或?yàn)榧妆脚cN，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；其中:環(huán)己烷:甲苯的質(zhì)量比為1: 0.5，甲苯:N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為I: (0.3~0.6)。
[0008]所述改性劑為酸酐類或?yàn)榉即碱悾黄渲?酸酐類為馬來酸酐、丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、乙酸酐、四氫苯酐、甲基六氫苯酐、苯甲酸酐、二甲基馬來酸酐、三氯乙酸酐和戊二酸酐中的一種；芳醇類為聚乙二醇或?yàn)猷彵蕉状肌?br> [0009]所述催化劑為對甲苯磺酸或?yàn)闊o水氯化鋁。
[0010]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明采用常規(guī)反應(yīng)器，攪拌速度為10(Tl50r/min，在75、5°C條件下反應(yīng)，改性劑用量為煤焦油量的5飛wt%。故工藝簡單，改性劑用量少，反應(yīng)溫度低，成本低。
[0011]2、本發(fā)明加入的溶劑能降低煤焦油的粘度，選擇性地將煤焦油中的致癌多環(huán)芳烴3，4-苯并芘溶解，有利于改性劑在催化劑作用下與煤焦油中的多環(huán)芳烴3，4-苯并芘反應(yīng)，生成無害的多環(huán)化合物，在不改變煤焦油性質(zhì)的條件下，達(dá)到選擇性降低煤焦油中3，4-苯并芘的目的。本發(fā)明從煤浙青加工的源頭也就是在煤焦油加工前去除多環(huán)芳烴3，4-苯并芘，經(jīng)過改性后的煤焦油中沒有或者僅有微量的多環(huán)芳烴3，4-苯并芘。且溶劑可在煤焦油加工過程中得到回收。
[0012]因此，本發(fā)明具有工藝簡單、反應(yīng)溫度低、改性劑用量少、溶劑可在煤焦油加工過程中得到回收、成本低和能有效降低煤焦油中多環(huán)芳烴3，4-苯并芘含量的特點(diǎn)。【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，并非對保護(hù)范圍的限制:
為避免重復(fù)，先將本【具體實(shí)施方式】所涉及的原料的主要技術(shù)參數(shù)或制備方法統(tǒng)一描
述，各實(shí)施例中不再贅述:
所述環(huán)己烷與甲苯的混合溶劑中，環(huán)己烷:甲苯的質(zhì)量比為1: 0.5;所述甲苯與N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中，甲苯:N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1: (0.3、.6)。
[0014]所述酸酐類為馬來酸酐、丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、乙酸酐、四氫苯酐、甲基六氫苯酐、苯甲酸酐、二甲基馬來酸酐、三氯乙酸酐和戊二酸酐中的一種；
所述芳醇類為聚乙二醇或?yàn)猷彵蕉状肌?br> [0015]實(shí)施例1
一種改性煤焦油及其制備方法。先將50飛0份質(zhì)量的煤焦油置入帶有回流裝置的反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至75、5°C，再向反應(yīng)釜內(nèi)加入37~47份質(zhì)量的混合溶劑，攪拌5~15min，攪拌速度為10(Tl50r/min ;然后在相同溫度和攪拌速度的條件下，加入2.5^3.8份質(zhì)量的改性劑和0.4~0.6份質(zhì)量的催化劑，攪拌1~51ι，得到改性煤焦油。
[0016]本實(shí)施例中:煤焦油為中溫煤焦油；混合溶劑為環(huán)己烷與甲苯的混合溶劑；改性劑為酸酐類；催化劑為對甲苯磺酸。
[0017]實(shí)施例2
一種改性煤焦油及其制備方法。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例1:
本實(shí)施例中:混合溶劑為甲苯與N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；改性劑為芳醇類；催化劑為無水氯化鋁。
[0018]實(shí)施例3
一種改性煤焦油及其制備方法。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例1:
本實(shí)施例中:煤焦油為高溫煤焦油；改性劑為芳醇類。
[0019]實(shí)施例4
一種改性煤焦油及其制備方法。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例1:
本實(shí)施例中:煤焦油為高溫煤焦油；混合溶劑為甲苯與N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；催化劑為無水氯化鋁。
[0020]實(shí)施例5一種改性煤焦油及其制備方法。先將60-70份質(zhì)量的煤焦油置入帶有回流裝置的反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至75、5°C，再向反應(yīng)釜內(nèi)加入27~37份質(zhì)量的混合溶劑，攪拌5~15min，攪拌速度為10(Tl50r/min ;然后在相同溫度和攪拌速度的條件下，加入2.5^3.8份質(zhì)量的改性劑和0.4-0.6份質(zhì)量的催化劑，攪拌1-51ι，得到改性煤焦油。
[0021]本實(shí)施例中:煤焦油為中溫煤焦油；混合溶劑為環(huán)己烷與甲苯的混合溶劑；改性劑為酸酐類；催化劑為對甲苯磺酸。
[0022]實(shí)施例6
一種改性煤焦油及其制備方法。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例5:
本實(shí)施例中:混合溶劑為甲苯與N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；改性劑為芳醇類；催化劑為無水氯化鋁。
[0023]實(shí)施例7
一種改性煤焦油及其制備方法。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例5:
本實(shí)施例中:煤焦油為高溫煤焦油；改性劑為芳醇類。
[0024]實(shí)施例8
一種改性煤焦油及其制備方法。除下述技術(shù)參數(shù)外，其余同實(shí)施例5:
本實(shí)施例中:煤焦油為高溫煤焦油；混合溶劑為甲苯與N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；催化劑為無水氯化鋁。
[0025]本【具體實(shí)施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本【具體實(shí)施方式】采用常規(guī)反應(yīng)器，攪拌速度為10(Tl50r/min，在75、5°C條件下反應(yīng)，改性劑用量為煤焦油量的5飛wt%。故工藝簡單，改性劑用量少，反應(yīng)溫度低，成本低。
[0026]2、本【具體實(shí)施方式】加入的溶劑能降低煤焦油的粘度，選擇性地將煤焦油中的致癌多環(huán)芳烴3，4-苯并芘溶解，有利于改性劑在催化劑作用下與煤焦油中的多環(huán)芳烴3，4-苯并芘反應(yīng)，生成無害的多環(huán)化合物，在不改變煤焦油性質(zhì)的條件下，達(dá)到選擇性降低煤焦油中3，4-苯并芘的目的。本【具體實(shí)施方式】從煤浙青加工的源頭也就是在煤焦油加工前去除多環(huán)芳烴3，4-苯并芘，經(jīng)過改性后的煤焦油中沒有或者僅有微量的多環(huán)芳烴3，4-苯并芘。且溶劑可在煤焦油加工過程中得到回收。
[0027]因此，本【具體實(shí)施方式】具有工藝簡單、反應(yīng)溫度低、改性劑用量少、溶劑可在煤焦油加工過程中得到回收、成本低和能有效降低煤焦油中多環(huán)芳烴3，4-苯并芘含量的特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種改性煤焦油的制備方法，其特征在于所述制備方法是: 先將50-70份質(zhì)量的煤焦油置入帶有回流裝置的反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至75、5°C，再向反應(yīng)釜內(nèi)加入27~47份質(zhì)量的混合溶劑，攪拌5~15min，攪拌速度為10(Tl50r/min ;然后在相同溫度和攪拌速度的條件下，加入2.5~3.8份質(zhì)量的改性劑和0.1~0.6份質(zhì)量的催化劑，攪拌I飛h，得到改性煤焦油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性煤焦油的制備方法，其特征在于所述煤焦油為中溫煤焦油或?yàn)楦邷孛航褂汀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性煤焦油的制備方法，其特征在于所述混合溶劑為環(huán)己烷與甲苯的混合溶劑、或?yàn)榧妆脚cN，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑；其中:環(huán)己烷:甲苯的質(zhì)量比為1: 0.5，甲苯:N，N-二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1: (0.3、.6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性煤焦油的制備方法，其特征在于所述改性劑為酸酐類或?yàn)榉即碱悾黄渲?酸酐類為馬來酸酐、丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、乙酸酐、四氫苯酐、甲基六氫苯酐、苯甲酸酐、二甲基馬來酸酐、三氯乙酸酐和戊二酸酐中的一種；芳醇類為聚乙二醇或?yàn)猷彵蕉状肌?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性煤焦油的制備方法，其特征在于所述催化劑為對甲苯磺酸或?yàn)闊o水氯化鋁。
6.一種改性煤焦油，其特征在于所述改性煤焦油是根據(jù)權(quán)利要求1~6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的改性煤焦油的制備方法所 制備的改性煤焦油。
【文檔編號】C10C3/02GK103834422SQ201410110311
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】李其祥, 柏紅學(xué), 宋健偉 申請人:武漢科技大學(xué)