[发明专利]一种硝基化煤焦油含醇燃料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃油技术领域，尤其是一种硝基化煤焦油含醇燃料及其制备方法。

背景技术

煤焦油分为高温和中低温焦油两大类。本领域技术人员了解煤焦油及其初加工的系列品，其理论燃烧热值和汽、柴油相比要低10～20％。在实际应用中由于燃烧工况差，其实际释放的热值大打折扣，为此也有人为此做出了研究。即采用加氢还原的方式将煤焦油这种较大分子的还原成低分子油，进而使得煤焦油的质量得到较大程度的提高，提高了煤焦油的燃烧热值，进而使得煤焦油能够被充分燃烧，进而降低了能源的浪费；但是，由于加氢工艺条件苛刻，设备投资巨大，难以处理国内存贮的大量焦油；也使得对煤焦油的处理成本较大，为此大多数直接应用煤焦油以及煤焦油系列产品的初加工产品来进行燃烧应用，而这种直接燃烧应用难以达到完全燃烧，进而造成大量的能源浪费；同时，煤焦油储存由于其化学成分复杂，易挥发，进而使得空气、水体遭受严重的污染；并且在直接燃烧过程中，将会导致大量的烟尘排放，使得燃烧炉内的水冷壁管和省煤器外表面积碳造成换热强度下降。而目前现有技术中，除了加氢还原以外，还有加氧方法，但是，对于采用加氧处理方法也存在着较为苛刻的条件，主要是采用硝基化处理而接枝硝基在煤焦油中的复杂化合物中，这种工艺需要了解煤焦油中的成分能否与硝基进行接枝反应，进而需要对化学反应的技术参数以及原料配入时间进行准确控制，进一步的提高了对煤焦油处理的难度，增大了煤焦油处理成本；同时，获得的燃料的完全燃烧程度依然不高，仍然会造成大量的烟尘排放，进而造成原料能源的散失与浪费。

为此，本研究人员基于上述技术问题，从煤焦油以及采用煤焦油为原料进行初加工获得的油品出发，通过硝基化、中和反应、醇化，沉降等技术的结合应用，并在工艺中准确控制原料加入的顺序以及加入时机，进而为煤焦油的改性处理提供了一种新选择。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种硝基化煤焦油含醇燃料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种硝基化煤焦油含醇燃料，该燃料的运动粘度为2.6-4.1mm²/s、水分质量百分含量为0.6-1.9％、醇质量百分含量为25-46％。

该燃料的运动粘度为3.35mm2/s、水分质量百分含量为1.2％、醇质量百分含量为35％。

所述的燃料的原料成分，以重量份计为原料油360-515份、催化剂3-8份、硝酸溶液5-60份、氢氧化钠溶液0-400份、醇0-300份、尿素0-8份；其中氢氧化钠溶液、醇、尿素三种原料中，只能一种原料为0份。

所述的燃料的原料成分，以重量份计为原料油515份、催化剂8份、硝酸溶液25份、氢氧化钠溶液15份、醇255份、尿素5份。

所述的燃料的原料成分，以重量份计为原料油500份、催化剂6份、硝酸溶液60份、氢氧化钠溶液400份、尿素8份。

所述的燃料的原料成分，以重量份计为原料油500份、催化剂3份、硝酸溶液32份、氢氧化钠溶液30份、醇150份。

所述的原料油为煤焦油、以煤焦油为原料初加工得到的洗油，蒽油，酚油和轻油以及页岩油中的一种。

所述的硝酸溶液为质量百分含量是60～95％的工业硝酸；所述的醇为乙醇、甲醇中的一种；

所述的乙醇是质量百分含量为95％～99.9％的工业乙醇或燃料级乙醇中的一种；

所述的甲醇是质量百分含量为95～99.9％的工业甲醇。

所述的催化剂为六水硝酸镁、硝酸钠、氯酸钠中的一种。

该硝基化煤焦油含醇燃料的制备方法，按配比取原料份，将原料油泵入反应釜中，调整温度为-5℃-19℃，并向其中加入催化剂，其中催化剂加入时间为在50-60min加入完成，并将其分成3次加入，再开启搅拌机，调整搅拌机的搅拌速度为80-90r/min，搅拌10-15min后，再向其中加入硝酸溶液，恒速搅拌5-10min，使得反应釜内的温度由-5℃-25℃升温到50-70℃后，停止搅拌，硝基化2-4h，并调整温度为20-30℃后，再向其中依次加入氢氧化钠溶液、醇、尿素中的两种或者三种物质之后，并采用边加入边搅拌的方式加入，其中搅拌的速度为60-80r/min，待加入完成之后，持续搅拌5-60min后，对其沉降10min后，过滤，获得滤渣和滤液，滤渣作为碳素厂生产原料；滤液即为硝基化煤焦油含醇燃料。