本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種化工材料的制備方法，尤其涉及一種從褐煤中提取褐煤蠟的方法。

背景技術(shù)：

褐煤蠟是一種由樹脂、蠟和地瀝青組成的混合物，褐煤蠟及其加工制品在汽車、化工等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用，目前任何一種合成蠟或天然蠟均不能取代褐煤蠟在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用。

現(xiàn)在大多數(shù)提取褐煤蠟的技術(shù)中，均采用苯作為萃取劑，然而苯的毒性較大，高溫下極易揮發(fā)，對(duì)生產(chǎn)人員身體和周圍環(huán)境易造成極大危害。同時(shí)苯易萃取褐煤蠟中的地瀝青和樹脂，而對(duì)褐煤蠟中的蠟萃取能力較差，從而導(dǎo)致提取出的褐煤蠟中粗蠟含量較低。因此，開發(fā)低毒或無毒的提取劑，用于褐煤蠟的提取具有重要意義。

現(xiàn)有專利大多采用混合溶劑，混合溶劑回收困難，增加了工序和成本，如以下專利：

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200810231277.X公開了一種褐煤提取褐煤蠟的生產(chǎn)方法，該發(fā)明將褐煤進(jìn)行粉碎，制成粒狀，干燥后送入提取器進(jìn)行提取，提取褐煤蠟后的褐煤粒，送至連續(xù)干燥脫溶器中，脫去有機(jī)溶劑，從干燥脫溶器內(nèi)出來的褐煤粒用于提取腐植酸，富含褐煤蠟的有機(jī)溶劑進(jìn)行三效分離，脫去95％的有機(jī)溶劑后，再進(jìn)行真空濃縮，得褐煤蠟，得褐煤蠟以后的溶劑回收循環(huán)使用，但該發(fā)明方法需連續(xù)提取、三效蒸發(fā)和真空濃縮等生產(chǎn)工藝，工序繁瑣，能耗高，生產(chǎn)成本高，不易大規(guī)模生產(chǎn)。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201310118451.0公開了一種從褐煤提取褐煤蠟的生產(chǎn)方法，本發(fā)明涉及一種從褐煤中提取褐煤蠟的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)工藝中包括：(a)多級(jí)逆流脈沖萃取，(b)負(fù)壓逆流薄膜蒸發(fā)，(c)負(fù)壓蒸餾濃縮；其中步驟(a)中的萃取溶劑質(zhì)量比為0.5～0.8:1的甲醇和工業(yè)正己烷的混合液，萃取溶劑與褐煤的質(zhì)量比為：1.5～1.8:1。但該發(fā)明方法需使用甲醇和正己烷的混合液作為萃取劑，且需反復(fù)循環(huán)萃取，甲醇和正己烷的分離難度大，分離工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，大規(guī)模投入生產(chǎn)較難。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200910094132.4公開了一種提取褐煤蠟的混合溶劑及提取方法，本發(fā)明提供一種提取褐煤蠟的混合溶劑及提取方法，其中混合溶劑由下列質(zhì)量百分比的原料組成：辛醇10～70％，甲苯10～70％，醇類10～70％。它將褐煤經(jīng)制粒后，用上述混合溶劑提取，經(jīng)脫水、濃縮、蒸發(fā)、干燥得褐煤蠟。但該發(fā)明方法使用的萃取劑為辛醇、甲苯和醇類的混合液，該混合溶劑回收分離難度大，且甲苯市面價(jià)格較高，生產(chǎn)成本較高。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 200910174277.5公開了一種褐煤蠟的生產(chǎn)工藝，采用環(huán)己烷和叔丁醇的混合溶劑；對(duì)褐煤進(jìn)行破碎、篩分，將褐煤煤粒放入萃取罐，按固液體積比為1∶1～1∶4的比例放入混合溶劑進(jìn)行萃取，將萃取后的溶液進(jìn)行閃蒸，回收溶劑；再通過蒸煮系統(tǒng)將殘余混合溶劑蒸發(fā)，得到粗褐煤蠟；用換熱器將蒸發(fā)的混合溶劑蒸汽冷凝，然后進(jìn)行油水分離，將上層的環(huán)幾烷送入溶劑貯槽；將下層液體中的叔丁醇與水通過精餾方法分離，分離的叔丁醇導(dǎo)入溶劑貯槽；檢測(cè)溶劑貯槽中環(huán)幾烷或叔丁醇的含量，補(bǔ)充純環(huán)幾烷和純醇類溶劑，并使兩種混合溶劑的比例符合要求，再繼續(xù)使用。但該專利方法需要對(duì)溶劑進(jìn)行分離，工藝復(fù)雜，成本較高。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN200910157348.0公開了一種提取褐煤蠟的方法，本發(fā)明提供了一種提取褐煤蠟的方法，包括以下步驟：a)將煤粉在催化劑作用下在亞臨界或超臨界流體中進(jìn)行處理，得到含有褐煤蠟的半焦；b)用能夠溶解所述褐煤蠟的溶劑將所述褐煤蠟從所述半焦中浸取出來。任選地，所述步驟a)中還可以通入氫氣。但該發(fā)明方法將褐煤粉轉(zhuǎn)化成含有褐煤蠟的半焦過程工藝較為復(fù)雜，成本高，且使用的萃取劑為混合溶劑，造成萃取劑的回收循環(huán)使用難度大。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201010244162.1公開了高純度褐煤蠟的生產(chǎn)方法，包括溶劑萃取，其特征在于萃取時(shí)，加入溶劑至沒過褐煤，所述溶劑由下列質(zhì)量比的組分組成：異丙醇20～100％，醇類或烴類或水0～80％，所述醇類為甲醇、乙醇、叔丁醇中的一種或幾種；所述烴類為石油醚、6號(hào)溶劑、正己烷、環(huán)己烷中的一種或幾種。但該發(fā)明方法仍以混合溶劑作為萃取劑，使得萃取劑的回收循環(huán)利用難度增大，同時(shí)雖然該發(fā)明方法中也使用單一溶劑作為萃取劑，但單一溶劑萃取出的褐煤蠟中樹脂和地瀝青含量均較高，無法制得高純度褐煤蠟產(chǎn)品。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201310640304.X公開了一種褐煤蠟的高效提取溶劑組合物及提取方法，提取溶劑組合物包括混合提取劑和表面活性劑，其中混合提取劑為體積百分比99.95～99.99％，余量為表面活性劑，總量為100％；所述的提取方法是以所述的提取溶劑組合物為溶劑，采用罐組間接式或槽帶篩連續(xù)式褐煤蠟提取方法，原料煤的水分控制在16～22％，罐組間接式的煤粒度為1～8mm，槽帶篩連續(xù)式的煤粒度為0.2～5mm。該發(fā)明方法使用混合提取劑和表面活性劑萃取褐煤蠟，雖提高了萃取率和褐煤蠟的品質(zhì)，但混合提取劑和表面活性劑的分離回收技術(shù)難度較大，導(dǎo)致提取劑和表面活性劑的循環(huán)使用難度增大，生產(chǎn)成本增高，不易大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201210334039.8公開了一種軟質(zhì)褐煤蠟生產(chǎn)工藝，首先對(duì)褐煤進(jìn)行破碎、篩分等預(yù)處理，然后采用現(xiàn)有任意一種方式進(jìn)行萃取，得到富含蠟溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，經(jīng)噴射泵打入冷卻器，與冷卻器內(nèi)的5～30℃的冷卻水在劇烈湍動(dòng)狀態(tài)下直接接觸；從冷卻器出來的蠟、水混合物經(jīng)過真空轉(zhuǎn)筒過濾機(jī)，將褐煤蠟與水分離；過濾后的褐煤蠟通過皮帶送往貯蠟槽，靜置；分離出的水經(jīng)泵打到?jīng)鏊鋮s，循環(huán)利用。但該發(fā)明方法涉及到毒性較大的苯作為萃取劑，易對(duì)生產(chǎn)人員健康和周邊環(huán)境造成危害，同時(shí)以混合溶劑為提取劑，混合液的分離難度大，不易回收循環(huán)利用，增大了生產(chǎn)成本，大規(guī)模生產(chǎn)利潤(rùn)低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力低。

醇類溶劑無毒或毒性較低，對(duì)環(huán)境危害較小，其中部分醇類溶劑對(duì)褐煤蠟中的蠟、樹脂和地瀝青選擇性均較好，因此目前急需一種單一溶劑以及萃取率高、易于回收利用的從褐煤中提取褐煤蠟的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有褐煤蠟的提取技術(shù)中萃取溶劑萃取率低、褐煤蠟品質(zhì)差，使用混合溶劑回收利用困難等技術(shù)難題，提供一種易于回收利用的單一萃取劑以及從褐煤中提取褐煤蠟的方法，該萃取劑無毒或毒性低、萃取品位高、易于回收利用；該制備方法得到的褐煤蠟產(chǎn)品品質(zhì)高。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種從褐煤中提取褐煤蠟的方法，包括如下步驟：

(1)將褐煤破碎，過篩，制得粒徑為0.1～1.5mm的褐煤顆粒，對(duì)粒徑小于0.1mm的褐煤細(xì)粉，加入到造粒機(jī)中，制得粒徑為0.1～1.5mm的褐煤顆粒，將褐煤顆粒干燥；

(2)將步驟(1)中干燥后的褐煤顆粒和醇類溶劑加到萃取槽中進(jìn)行萃取，萃取完畢后，進(jìn)行固液分離，得到固體殘?jiān)麬和液體B，用相同的溶劑洗滌固體殘?jiān)麬后，得到洗液C，將液體B和洗液C合并，得到液體D；

(3)將步驟(2)所得液體D濃縮，回收溶劑，制得的蠟液E轉(zhuǎn)入干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，然后室溫冷卻，即得褐煤蠟產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(1)中干燥溫度為60～90℃，干燥后的褐煤顆粒的含水量按質(zhì)量百分比計(jì)為1％～5％；

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)中醇類溶劑為正丁醇、正戊醇或異戊醇中的一種；

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)中褐煤顆粒與醇類溶劑的加入量按質(zhì)量比1：1～10。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)中萃取條件為：溫度為90～138℃，時(shí)間為1～5h，輔助攪拌，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)100～300r/min；

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(2)中用相同的溶劑洗滌固體A的溫度與萃取時(shí)的溫度相同。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中濃縮溫度為所用醇類溶劑的沸點(diǎn)；

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(3)中干燥條件為：溫度100～140℃，時(shí)間2～5h。

本發(fā)明方法制備的褐煤蠟可用于汽車、輕工、化工和日化等領(lǐng)域。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明褐煤蠟的萃取率高，達(dá)96％以上，明顯優(yōu)于其他苯類或混合溶劑；

2.本發(fā)明使用單一醇類溶劑萃取，醇類溶劑毒性較低，環(huán)境危害性小，不僅萃取品位高，而且易于回收，反復(fù)利用，大大降低了生產(chǎn)成本；

3.本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，生產(chǎn)效率高，節(jié)約材料，可應(yīng)用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的內(nèi)容僅限于下述實(shí)例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

本實(shí)施例中褐煤蠟各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)方法均采用常規(guī)已知的方法。

實(shí)施例1

(1)制備褐煤顆粒：

將塊狀褐煤放入粉碎機(jī)中粉碎，分別過0.3mm和0.1mm篩子，獲取0.1～0.3mm的褐煤顆粒，對(duì)粒徑小于0.1mm的褐煤細(xì)粉，加入到造粒機(jī)中，制得粒徑為0.1～0.3mm的褐煤顆粒，將制得的褐煤顆粒放于60℃烘箱中干燥，直至褐煤顆粒的含水量按質(zhì)量百分比計(jì)為1％；

(2)制備含有褐煤蠟的溶液：

將100g步驟(1)中干燥后的褐煤顆粒加入到100g正丁醇中，在90℃下，攪拌萃取2小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速200r/min；將萃取液抽濾，獲得濾液B和濾渣A，再用100g正丁醇在90℃下，洗滌濾渣，將濾液B和洗滌液C合并，制得含有褐煤蠟的溶液D；

(3)獲得褐煤蠟：

將步驟(2)中制得的溶液D在118℃下濃縮，回收溶劑正丁醇，制得蠟液E，將蠟液轉(zhuǎn)入玻璃盤中，在100℃下，干燥2小時(shí)，室溫冷卻，獲得褐煤蠟。

本實(shí)施例得到黑褐色褐煤蠟，褐煤蠟萃取率為97.38％，褐煤蠟在褐煤中殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23％。本實(shí)施例所得褐煤蠟產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)見表1。

實(shí)施例2

(1)制備褐煤顆粒：

將塊狀褐煤放入粉碎機(jī)中粉碎，分別過0.9mm和0.3mm篩子，獲取0.3～0.9mm的褐煤顆粒，對(duì)粒徑小于0.3mm的褐煤細(xì)粉，加入到造粒機(jī)中，制得粒徑為0.3～0.9mm的褐煤顆粒，將制得的褐煤顆粒放于70℃烘箱中干燥，直至褐煤顆粒的含水量按質(zhì)量百分比計(jì)為3％；

(2)制備含有褐煤蠟的溶液：

將150g步驟(1)中干燥后的褐煤顆粒加入到450g正戊醇中，在95℃下，攪拌萃取3小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速200r/min；將萃取液抽濾，獲得濾液B和濾渣A，再用200g正戊醇在95℃下，洗滌濾渣，將濾液B和洗滌液C合并，制得含有褐煤蠟的溶液D；

(3)獲得褐煤蠟：

將步驟(2)中制得的溶液D在138℃下濃縮，回收溶劑正戊醇，制得蠟液E，將蠟液轉(zhuǎn)入玻璃盤中，在120℃下，干燥3小時(shí)，室溫冷卻，獲得褐煤蠟。

本實(shí)施例得到黑褐色褐煤蠟，褐煤蠟萃取率為96.57％，褐煤蠟在褐煤中殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.36％。本實(shí)施例所得褐煤蠟產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)見表1。

實(shí)施例3

(1)制備褐煤顆粒：

將塊狀褐煤放入粉碎機(jī)中粉碎，分別過0.9mm和1.2mm篩子，獲取0.9～1.2mm的褐煤顆粒，對(duì)粒徑小于0.9mm的褐煤細(xì)粉，加入到造粒機(jī)中，制得粒徑為0.9～1.2mm的褐煤顆粒，將制得的褐煤顆粒放于80℃烘箱中干燥，直至褐煤顆粒含水量按質(zhì)量百分比計(jì)為5％；

(2)制備含有褐煤蠟的溶液：

將200g步驟(1)中干燥后的褐煤顆粒加入到800g異戊醇中，在100℃下，攪拌萃取4小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min；將萃取液抽濾，獲得濾液B和濾渣A，再用300g異戊醇在100℃下，洗滌濾渣A，將濾液B和洗滌液C合并，制得含有褐煤蠟的溶液D；

(3)獲得褐煤蠟：

將步驟(2)中制得的溶液D在133℃下濃縮，回收溶劑異戊醇，制得蠟液，將蠟液轉(zhuǎn)入玻璃盤中，在140℃下，干燥5小時(shí)，室溫冷卻，獲得褐煤蠟。

本實(shí)施例得到黑褐色褐煤蠟，褐煤蠟萃取率為97.21％，褐煤蠟在褐煤中殘留質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.29％。本實(shí)施例所得褐煤蠟產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)見表1。

對(duì)比例1用苯作為溶劑提取褐煤蠟的方法(傳統(tǒng)方法)

(1)將塊狀褐煤放入粉碎機(jī)中粉碎，分別過0.9mm和1.2mm篩子，獲取0.9～1.2mm的褐煤顆粒，對(duì)粒徑小于0.9mm的褐煤細(xì)粉，加入到造粒機(jī)中，制得粒徑為0.9～1.2mm的褐煤顆粒，將制得的褐煤顆粒放于80℃烘箱中干燥，直至褐煤顆粒含水量按質(zhì)量百分比計(jì)為5％；

(2)將200g步驟(1)中干燥后的褐煤顆粒加入到800g苯中，在70℃下，攪拌萃取4小時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min；將萃取液抽濾，獲得濾液B和濾渣A，再用300g苯在70℃下，洗滌濾渣A，將濾液B和洗滌液C合并，制得含有褐煤蠟的溶液D；

(3)將步驟(2)中制得的溶液D在80℃下濃縮，回收溶劑苯，制得蠟液，將蠟液轉(zhuǎn)入玻璃盤中，在100℃下，干燥5小時(shí)，室溫冷卻，獲得褐煤蠟。

表1：采用本發(fā)明方法制得的褐煤蠟與對(duì)比例1制備的褐煤蠟質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比表