[發(fā)明專利]從原料煤中分離所需含量的特定顯微組分的方法及分離多個不同含量的特定顯微組分的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410602767.1
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104280284B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李導(dǎo);王洪學(xué);李克健;章序文
• 申請（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司上海研究院
• 主分類號: G01N1/34
• 分類號: G01N1/34;G01N1/40
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤直接液化領(lǐng)域，具體而言，涉及一種從原料煤中分離所需含量的特定顯微組分的方法以及分離多個不同含量的特定顯微組分的方法。

背景技術(shù)

煤是植物遺體經(jīng)過生物化學(xué)作用，又經(jīng)過物理化學(xué)作用而轉(zhuǎn)變成的沉積有機(jī)礦產(chǎn)，是多種高分子化合物和礦物質(zhì)組成的混合物，它是極其重要的能源和工業(yè)原料。植物經(jīng)泥炭化階段形成泥炭，泥炭再經(jīng)過成巖作用形成褐煤，然后經(jīng)過不同變質(zhì)程度而變質(zhì)為煙煤、無煙煤。因此，可以將煤視為一種以有機(jī)物為主體的巖石，用研究巖石的方法來研究煤的學(xué)科稱為煤巖學(xué)。煤巖學(xué)認(rèn)為，煤并不是一種單一的物質(zhì)，而是由多種性質(zhì)不同的顯微組分所組成的，這些顯微組分的不同組合造就了煤在物理、化學(xué)、工藝性質(zhì)上的不同。煤的有機(jī)顯微組分是指煤在顯微鏡下能夠區(qū)別和辨識的最基本有機(jī)質(zhì)的組成成分，根據(jù)國際煤巖學(xué)術(shù)委員會(ICCP)的有機(jī)顯微組分分類方案，用反射光觀察，按其基本結(jié)構(gòu)性質(zhì)和工藝性質(zhì)，將煤的各種顯微組分基本上分為三類，即鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組和惰質(zhì)組。

許多學(xué)者關(guān)于各顯微組分的直接液化加氫性能具有不同的觀點。部分學(xué)者認(rèn)為鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組是液化的活性組分，而惰質(zhì)組是液化惰質(zhì)組分，只有很少部分參與了轉(zhuǎn)化。陳洪博等對神東不同顯微組分的液化性能研究得出鏡質(zhì)組和殼質(zhì)組的轉(zhuǎn)化速率為惰質(zhì)組的2.6倍，生成油和瀝青烯的速率為惰質(zhì)組的2.9倍，未反應(yīng)的煤主要為惰質(zhì)組。而眾多研究發(fā)現(xiàn)，煤中惰質(zhì)組分并非不可能液化，在一定條件下是可以轉(zhuǎn)化的，甚至某些惰質(zhì)組含量較高的煤也有較高的液化油收率。馬鳳云等對惰質(zhì)組含量高達(dá)81.5％，鏡質(zhì)組最大反射率達(dá)到0.73，揮發(fā)分低于37％，H/C比僅為0.59的五彩灣煤進(jìn)行高壓釜試驗，發(fā)現(xiàn)在氫初壓僅為6.0MPa的條件下，其最佳液化溫度僅為450℃，油收率達(dá)到55％，這表明它仍然具有好的液化性能，適合用于直接液化。關(guān)于煤的組分之間的相互作用也有探索，對于各組分之間是否存在協(xié)同效應(yīng)觀點不一致；李文華對馬家塔煤及其分離出的顯微組分進(jìn)行了高壓釜液化試驗，總轉(zhuǎn)化率和油收率的高低次序依次為原料煤>純鏡質(zhì)組煤>純惰質(zhì)組煤，原料煤的液化反應(yīng)性明顯高于各單一純組分，而且原料煤的轉(zhuǎn)化率和油收率高于純組分試驗結(jié)果的線性加和值。

基于上述文獻(xiàn)調(diào)研可知，煤中惰質(zhì)組的轉(zhuǎn)化率和油收率也不可忽視，只是反應(yīng)條件與其他顯微組分并不一致。當(dāng)前關(guān)于煤中各顯微組分的液化反應(yīng)性研究的結(jié)論存在某些矛盾，原因主要在于研究的視角不同，以及對顯微組分與液化性能之間的關(guān)系的細(xì)化和深入不足。

而對上述問題的深入研究，首要的一步就是對煤炭顯微組分進(jìn)行分離富集，得到具有不同富集程度的各種顯微組分。目前實驗室中進(jìn)行的有關(guān)顯微組分液化性能研究的前期準(zhǔn)備工作當(dāng)中，對顯微組分的分離富集基本上都是采用手選法。手選法一般是用于煤與矸石的初步洗選過程，是利用煤和雜質(zhì)在顏色、光澤、外形上的差異，用人工對大塊矸石進(jìn)行分選的選煤方法，將這種粗略的方法用于實驗室顯微組分的富集和分離不但分離精度極低，而且分離富集程度很差。不能代表煤炭中全煤分的各顯微組分組成，進(jìn)一步采用高壓釜考察其液化性能時就不具代表性，這可能也是諸多研究者進(jìn)行試驗研究得出不同結(jié)論的原因之一。

目前關(guān)于煤巖顯微組分分離的專利較少，大多集中在煤炭顯微組分檢測的設(shè)備方面。公開號為CN 102962122A的中國專利申請公開了一種煤炭直接液化用煤的深度制備工藝，該方法模仿工業(yè)上選煤的方法來實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模煤炭組分的分離富集，采用重介旋流器和浮選法結(jié)合的方法來徹底的分離富集鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組。該方法著眼于工業(yè)化上煤炭顯微組分的富集，旨在最高程度的分離兩種顯微組分以便滿足各自不同的工業(yè)化應(yīng)用。但該方法仍無法滿足研究某原料煤中各顯微組分的煤液化性能的要求，因此，仍需建立一種從原料煤中有效地分離和富集各顯微組分，從而便于準(zhǔn)確地研究其各顯微組分的煤液化性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種原料煤中分離所需含量的特定顯微組分的方法以及分離多個不同含量的特定顯微組分的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中手選法對原料煤中各顯微組分的分離精度差、富集程度低而影響液化性能的準(zhǔn)確性的缺陷。