[发明专利]基于煤热力学参数的溶胀剂筛选方法

权利要求书

1.一种基于煤热力学参数的溶胀剂筛选方法，其特征在于按下述方法进行：根据待选溶胀剂的三维溶解度参数计算出待选溶胀剂的三个分数参数，然后将待选溶胀剂的三个分数参数色散力分量f_d、极性力参数分量f_p和氢键力参数分量f_h，绘制在包含有原煤三维溶度窗的溶胀剂三元图中；若待选溶胀剂的三个分数参数位于溶胀剂三元图中的原煤三维溶度窗中，则该待选溶胀剂为良溶剂，若待选溶胀剂的三个分数参数位于溶胀剂三元图中的原煤三维溶度窗外，则该待选溶胀剂为不良溶剂；待选溶胀剂为二元混合溶剂；包含有原煤三维溶度窗的溶胀剂三元图按下述方法得到：第一步，以色散力分量f_d、极性力参数分量f_p和氢键力参数分量f_h绘制等边三角形，得到溶胀剂三元图；第二步，将一系列良溶剂和一系列不良溶剂对应的色散力分量f_d、极性力参数分量f_p和氢键力参数分量f_h绘制在溶胀剂三元图中，沿着一系列良溶剂的边缘，画一个椭圆，将一系列良溶剂包含在椭圆内，同时将一系列不良溶剂排除在椭圆外，溶胀剂三元图中的椭圆即为原煤三维溶度窗；良溶剂按下述方法得到：第一步，原煤粉碎后得到碎原煤；第二步，碎原煤用蒸馏水清洗后，氮气保护下将清洗后的碎原煤在温度为70℃至75℃的酸液中反应23h至24h，反应后用蒸馏水洗至中性，得到一次煤样；第三步，一次煤样在温度为105℃至110℃下干燥3h至3.5h，干燥后再在温度为180℃下真空干燥16h至17h，得到二次煤样；第四步，二次煤样装填至离心管中，将离心管置入离心机中，在转速为3000r/min至4000r/min下离心10min至15min，离心后测量二次煤样在离心管中的高度，得到h₁；第五步，离心后将离心管中的二次煤样捣松，按每1克二次煤样中加入5mL有机溶剂计，在离心管中的二次煤样中加入有机溶剂并混合均匀，封口垂直静置后将离心管重新置入离心机中，在转速为3000r/min至4000r/min下离心10min至15min，离心后测量二次煤样在离心管中的高度，得到h₂，根据溶胀度计算公式Q=h₂/h₁，计算出溶胀度Q值，若溶胀度Q值大于1为良溶剂，若溶胀度Q值等于1为不良溶剂。

2.根据权利要求1所述的基于煤热力学参数的溶胀剂筛选方法，其特征在于酸液为氢氟酸、浓盐酸和蒸馏水按体积比为1:3:4混合得到；或/和，按1克碎原煤中加入10毫升至15毫升酸液计，氮气保护下将清洗后的碎原煤在温度为70℃至75℃的酸液中反应23h至24h；或/和，封口垂直静置20h至24h。

3.根据权利要求1或2所述的基于煤热力学参数的溶胀剂筛选方法，其特征在于有机溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、乙苯、丁苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、噻吩、四氢呋喃、吡啶、1,4-二氧六环、环氧丙烷、硝基甲烷、二硫化碳、1-己烯、环己烯、苯乙烯、丙酮、戊酮、3-戊酮、环己酮、乙醚、丁醚、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-丁醇、异丁醇、乙腈、水、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮。

4.根据权利要求1或2所述的基于煤热力学参数的溶胀剂筛选方法，其特征在于一系列良溶剂包括二氯甲烷、氯仿、噻吩、四氢呋喃、吡啶、1,4-二氧六环、环氧丙烷、丙酮、戊酮、3-戊酮、环己酮、乙醚、丁醚、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-丁醇、异丁醇、乙腈、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮；一系列不良溶剂包括正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、乙苯、丁苯、四氯化碳、硝基甲烷、二硫化碳、 1-己烯、环己烯、苯乙烯和水。

5.根据权利要求3所述的基于煤热力学参数的溶胀剂筛选方法，其特征在于一系列良溶剂包括二氯甲烷、氯仿、噻吩、四氢呋喃、吡啶、1,4-二氧六环、环氧丙烷、丙酮、戊酮、3-戊酮、环己酮、乙醚、丁醚、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1-丁醇、异丁醇、乙腈、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮；一系列不良溶剂包括正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、乙苯、丁苯、四氯化碳、硝基甲烷、二硫化碳、 1-己烯、环己烯、苯乙烯和水。