chap 5 煤的溶剂抽提

第五章 煤的溶剂抽提
四、煤溶剂萃取的方法
（4）化学萃取氢解
在300℃以上采用供氢溶剂(四氢萘、氢化菲等， 它们是既较易给出氢、又较易从H2 那里得到氢的那 种溶剂)，将煤在加氢分解的同时进行萃取。 典型的煤直接加氢液化
热解
（3）萃取热解：
由于以上过程是在溶剂中进行的，所以又叫做热溶解。
对自由基碎片供氢
迄今为止，人们已 试验了几十种溶剂 及其2 种或2 种以上 的混合物对煤的萃 取性能，但仅吡啶、 乙二胺、N- 甲基吡 咯烷酮(NMP) 等少数几种溶剂的 萃取率较高，并且 发现混合溶剂往具 有比单一溶剂好得 多的溶解性能。
第五章 煤的溶剂抽提
五、煤溶剂萃取的影响因素
（2）煤化程度的影响
• 碳含量小于86 %的煤，萃取率随C的质量分数升高而增加； • 碳含量大于86 %的煤，萃取率反而随C 的质量分数增加而急剧下 降; • 一般以C 质量分数在86 %左右的煤萃取率最高。
（2）特殊萃取
吡啶抽提
第五章 煤的溶剂抽提
四、煤溶剂萃取的方法 （3）萃取热解：
在200℃以上的温度，有时在300℃或350℃以下 的温度，用菲、β—萘酚、蒽油、沥青等进行萃取时， 甚至能得到90%以上的萃取物。萃取物是煤本身受到 某种程度的热分解后所萃取出来的物质。采用这种方 法主要是工业性的目的。
剂进行萃取分离的过程。通过不同溶解能力的溶剂分级 处理，可以得到组成不同的组分。虽然同一溶剂萃取得 到的组分结构类似，但也不是纯净组分，仍然是一族的 混合物，因此，这种组分称为煤的族组成。
族组成---举个例子！
第五章 煤的溶剂抽提
二、煤溶剂萃取的概念
煤的溶剂萃取又称为煤的 溶Hale Waihona Puke Baidu抽提 ，它是指使用溶剂在
第五章 煤的溶剂抽提
四、煤溶剂萃取的方法 （1）常规萃取 （2）特殊萃取 （3）萃取热解
（4）化学萃取氢解
（5）超临界萃取
第五章 煤的溶剂抽提
四、煤溶剂萃取的方法 （1）常规萃取：
在l00℃以下，采用一般溶剂(苯、乙醇等)萃取时， 萃取物仅占煤的百分之几，萃取物是由树脂和树蜡所 组成的物质，不是煤的代表性的结构成分。
（5）超临界萃取
超临界流体的特点 ①溶解性强 密度接近液体，且比气体大数百倍，由于物质 的溶解度与溶剂的密度成正比，因此超临界流体 具有与液体溶剂相近的溶解能力。 ②扩散性能好 因黏度接近于气体，较液体小2个数量级。扩 散系数介于气体和液体之间，为液体的10-100倍 。具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率远 远高于液体。
（4）化学萃取氢解
（5）超临界萃取
原理： • 超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术。 • 对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度（Tc）和临 界压力（Pc），高于临界温度和临界压力后，物质不会成 为液体或气体，这一点就是临界点。再临界点以上的范围内 ，物质状态处于气体和液体之间，这个范围之内的流体成为 超临界流体（SF）。 • 超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的 较大密度和溶解度，具有良好的溶剂特性，可作为溶剂进行 萃取、分离单体。
煤的族组成
第五章
主要内容：
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煤的溶剂抽提
（1）煤的族组成的概念及研究方法 （2）煤溶剂萃取方法 （3）煤溶剂萃取的影响因素
第五章 煤的溶剂抽提
一、煤的族组成的概念及研究方法
煤的族组成是指在一定条件下，对煤的分子结构没有
破坏的情况下，进行分子分离后得到的组成。通常利用
的手段就是溶剂萃取，即通过对煤有一定溶解能力的溶
（5）超临界萃取
• 超临界萃取煤 以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过溶剂临 界点的条件下萃取煤。萃取温度一般在 400℃左右。萃取率可达30%以上，它已发 展成为一种煤液化工艺。
第五章 煤的溶剂抽提
五、煤溶剂萃取的影响因素
①溶剂的影响（溶解能力，扩散能力） ② 煤的结构
（1）溶剂的影响
一般认为，煤的溶剂萃取是通过溶剂扩散渗透—交联键断裂—煤网络 结构打开—有机质溶解的过程进行的。因此，能对这几个中间过程产生 影响的试剂或操作均可以影响萃取率及萃取速率。
（1）常规萃取：
• ① 褐煤-苯-乙醇抽提 • 1:1的苯和乙醇在沸点下抽提褐煤，所得抽 提物为沥青。成分为树脂、树蜡和少量沥 青质。 • 再用丙酮抽提，可溶物为树脂和地沥青不 容物为树蜡（褐煤蜡，蒙旦蜡）。
（1）常规萃取：
• ②氯仿抽提
第五章 煤的溶剂抽提
四、煤溶剂萃取的方法 （2）特殊萃取 在200℃以下的温度，用亲核性的溶剂(具有给予 电子性质的胺类、酚类及羰基类溶剂)萃取时，萃取物 占煤的20%—40%。其萃取物与煤有机质的基本结构单 元类似，对煤的结构研究是重要的。
煤的溶剂抽提
② 微波萃取特点： • 加热速度快； • 选择性加热； • 体相加热； • 微波萃取不存在热惯性，因而过程易于控 制。 ③ 可提高煤萃取速率和某些组分的萃取率。
煤的溶剂抽提
• （2）超声波辅助抽提 利用超声波在煤微孔内的溶液中发生的空化 作用, 提高溶剂在微孔中的湍流度, 从而加大了抽 提过程中的传质速率, 缩短了抽提操作时间, 提高 了装置的处理能力。 利用苯等8 种溶剂提取油页岩中的沥青质为对 象, 对比超声波辅助抽提法和Soxhlet抽提法, 发 现超声浸取法2 h 的浸取得率与Soxhlet抽提法 48h 的抽提率相同。
一定温度下溶解、提取煤中可溶
物的操作过程。
第五章 煤的溶剂抽提
三、煤溶剂萃取的溶剂 (1)中性溶剂：脂肪烃类—石油醚； 芳香烃类—四氢萘、苯、甲苯、二甲苯等；
含氧化合物—乙醚、丙酮等；
含氯化合物—氯仿(CHCl3)、四氯化碳；
(2)碱性溶剂：含氮化合物—吡啶、喹啉、CS2/NMP；
(3)酸性溶剂：各种酚类； (4)混合溶剂：焦油馏分、蒽油等或上述各种溶剂的混合。
• （煤的物理机构模型解释？？）
煤的溶剂抽提
五、煤溶剂萃取的影响因素 （1） 辅助手段理对煤溶解性的影响 ① 微波萃取
微波萃取概念：微波是指频率在300兆赫至300千兆 赫的电磁波。微波萃取是利用电磁场的作用使固体或 半固体物质中的某些有机物成分与基体有效的分离， 并能保持分析对象的原本化合物状态的一种分离方法。