CN110194963A - 一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，将预先研磨、级配的活性半焦加到熔融的油渣中，再经过密炼，使活性半焦充分吸附油渣中的轻质组分，并均匀分散在油渣中，构建有效的骨架支撑，油渣的软化点温度提高20‑50℃。本发明中将半焦经研磨、级配制得一定粒度分布的粉体，将表面改性后的粉体加入熔融的油渣中，经密炼等工艺充分混合，使多孔半焦粉体充分吸附油渣中的低沸点物质，并均匀地分散在体系中，形成骨架增加沥青质的相互作用力，从而显著提高含较多沥青质油渣的软化点。本发明工艺简单、效果显著，使油渣等含较多沥青质材料的软化点大幅度上升，可以满足常温下干法制粉和湿法制浆的要求。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，特别涉及一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法。
背景技术
煤直接液化、煤油共炼行业都会产生油渣，这些油渣具有较低的软化点，较高黏度，难以加工成粉体再次利用等问题，给进一步加工、使用和处置带来了大量的问题。
中国发明专利申请CN201810064280.0提出了一种该连续油泥环保处理工艺利用二次燃烧法，对热解废渣以及热解气体进行两次燃烧处理，防止了油泥在热解过程可能发生热解不完全的问题，将热解不完全所残留的化学物质进行燃烧处理，同时对油泥所产生的尾气进行环保处理，防止后续排放对环境的污染，从而大大提高了该连续油泥环保处理工艺的使用效果。这种方法解决了油泥的最终环保燃烧处理等问题，但进料***难过于复杂，无法适应现有的进料装置。
中国发明专利申请201410602331.2，提出了一种制备针状焦原料的方法，该方法包括将经过加热炉辐射段加热的混合原料注入焦炭塔中进行延迟焦化反应，通过本发明的方法能够有效利用催化裂化油渣，并减少过程的生焦，从而增加针状焦原料的产量。但是该方法无法实现油渣的重复利用，而且焦化处理方式投资过大。
中国发明专利CN00110020.3提出了一种FCC油渣催化裂化的方法，该方法解决了FCC油渣中各组分分质利用的方法，但是方法过于复杂，也没能解决高粘度液体进料的问题。
如何提高油渣的软化温度，使油渣能够和煤共同制粉或制浆作为原料，实现资源化清洁利用，这是行业内亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中油渣由于含油量高、软化点低，难以加工制粉的问题，本发明一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，采用微米级配半焦粉体颗粒作为填充材料，添加级配半焦粉，在一定温度下在密炼机中与油渣充分混合，经过挤出成型后，进行破碎，最终与烘干破碎好的煤一起进入制粉装置进行干法制粉，或者和水、添加剂一同加入磨机中进行湿法制浆。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，将预先研磨、级配的活性半焦加到熔融的油渣中，再经过密炼，使活性半焦充分吸附油渣中的轻质组分，并均匀分散在油渣中，构建有效的骨架支撑，油渣的软化点温度提高20-50℃。
一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，包括以下步骤：
S1、级配活性半焦：将平均粒径为50-200μm的半焦分为两部分，其中一分部进行研磨制备成平均粒径为10-40μm的半焦细粉，另一部分不做处理；半焦细粉和未处理半焦按质量比为1:2-1:3混合，得到级配活性半焦；
S2、半焦改性油渣：将油渣放入混合搅拌装置中，并加热至140-180℃使其熔融，再加入步骤S1的级配活性半焦，油渣与级配活性半焦的质量比为1:3-2:9，进行密炼，充分混合后出料；
S3、冷却破碎：将步骤S2中得到的料块冷却后置于破碎机中破碎，破碎至粒径为3mm以下的料粒；
S4、制粉或制浆：将步骤S3中得到的料粒混入烘干破碎好的煤中，粒料与煤的质量比为1:2-1:99，加入到制粉装置中在常温下进行干法制粉；或将粒料、煤与水、添加剂一同加入到制浆装置中进行湿法制浆。
优选地，所述半焦包括煤化工热解半焦、生物质热解半焦、油页岩热解半焦、油砂沥青热解半焦中的任意一种或几种以任意比例的混合物。
优选地，所述油渣为煤油共炼油渣、低沥青质油渣或中沥青质油渣；当油浆沥青质偏低时，需补充油渣质量10％-25％的沥青，则油渣为低沥青质油渣或中沥青质油渣时，需要补充油渣质量10％-25％的沥青。
优选地，所述步骤S1中，半焦的研磨采用的磨机为球磨机或振动磨机。
优选地，所述步骤S2中，混合搅拌的装置为密炼机或带有回流冷凝装置的反应釜；所述成型出料采用的装置为单螺杆挤出机。
优选地，所述步骤S4中，添加剂为NP8、NP10、SP80改性剂中的任意一种，添加剂的添加量为油渣质量的0.1％-0.5％。
优选地，所述步骤S4中，烘干破碎好的煤是经过14-40目筛制得的平均粒径为100-200μm的煤粉。
优选地，所述步骤S4中，干法制粉是将料粒和烘干破碎好的煤置于球磨机中磨制45-60min。
优选地，所述步骤S4中，湿法制粉是将粒料、煤与水、添加剂一同加入到球磨机中磨制45-60min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明首先通过级配和表面改性实现活性半焦、型焦的改性，然后将改性半焦、型焦颗粒加入熔融的油渣、沥青等胶体材料中，调控产物的软化点，使其满足制粉或制浆的要求。本发明工艺简单、效果显著，使油渣、沥青等材料的软化点大幅度上升，可以满足常温下干法制粉和湿法制浆的相关要求。
本发明中通过调整活性半焦的粒度分布，使其具有较大的堆积密度，通过半焦颗粒的表面改性，实现油渣与活性半焦颗粒界面间良好的浸润性及不同属性物料间的相容性。通过多孔微米级半焦等粉体颗粒的加入和混合，为油渣或沥青胶体材料提供骨架，将油渣的软化点温度提高20-50℃
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
取1.0kg煤化工热解半焦(平均粒径为100μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为10μm的细粉，将2.0kg未处理的半焦与其混合级配。在密炼机中加入1.8kg煤油共炼油渣，加热至150℃，再加入0.2kg级配的半焦粉，密炼15min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒1.5kg混入3.0kg烘干破碎好的内蒙煤(平均粒径为100μm的煤粉)中，加入球磨机中磨制60min，结果见表1。
表1煤化工热解半焦改性前后油渣的软化点和制粉的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 92 | 142 | 48 |
实施例2
取1.5kg生物质热解半焦(平均粒径为200μm)，在振动磨机中磨制成平均粒径为25μm的细粉，将1.5kg未处理的半焦与其混合级配。在密炼机中加入1.6kg煤油共炼油渣，加热至155℃，再加入0.4kg级配的半焦粉，密炼20min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎至粒径为3mm以下的料粒。将破碎的料粒1.0kg混入4.0kg烘干破碎好的红柳林煤(平均粒径为150μm的煤粉)中，加入球磨机中磨制50min，结果见表2。
表2生物质半焦改性前后油渣的软化点和制粉的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 92 | 127 | 41 |
实施例3
取1.5kg油页岩热解半焦(平均粒径为130μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为30μm的细粉，将0.75kg未处理的半焦与其混合级配。在密炼机中加入1.1kg低沥青质油渣和0.3kg中温沥青，加热至145℃，再加入0.6kg级配的半焦粉，密炼25min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒0.5kg混入49.5kg烘干破碎好的兖州煤(平均粒径为200μm的煤粉)中，加入球磨机中磨制60min，结果见表3。
表3油页岩半焦改性前后油渣的软化点和制粉的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 75 | 112 | 51 |
实施例4
取1.5kg油砂沥青热解半焦(平均粒径为160μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为30μm的细粉，将0.5kg未处理的半焦与其混合级配。在密炼机中加入1.0kg低沥青质油渣和0.2kg中温沥青，加热至155℃，再加入0.8kg级配的半焦粉，密炼30min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒0.1kg混入9.9kg烘干破碎好的榆林煤中，加入球磨机中磨制60min，结果见表4。
表4油页岩半焦改性前后油渣的软化点和制粉的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 75 | 124 | 43 |
实施例5
取1.0kg油砂沥青热解半焦(平均粒径为160μm)和1.0kg油页岩热解半焦(平均粒径为130μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为15μm的细粉，将1.0kg未处理的同样比例的两种半焦混合物与其混合级配。在密炼机中加入1.1kg低沥青质油渣和0.3kg低温沥青，加热至155℃，再加入0.6kg级配的混合半焦粉，密炼25min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒0.5kg混入5.0kg烘干破碎好的大同煤中，加入球磨机中磨制60min，结果见表5。
表5油砂沥青热解半焦与油页岩热解半焦混合物改性前后油渣的软化点和制粉的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 75 | 137 | 48 |
实施例6
取1.0kg油砂沥青热解半焦(平均粒径为160μm)和2.0kg煤化工热解半焦(平均粒径为130μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为25μm的细粉，将1.0kg未处理的同样比例的两种半焦混合物与其混合级配。在密炼机中加入1.4kg油煤共炼油渣，加热至155℃，再加入0.6kg级配的混合半焦粉，密炼25min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒0.2kg混入4.8kg烘干破碎好的大同煤中，加入球磨机中磨制60min，结果见表6。
表6油砂沥青热解半焦与煤化工热解半焦混合物改性前后油渣的软化点和制粉的平均
粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 92 | 137 | 44 |
实施例7
取1.0kg油砂沥青热解半焦(平均粒径为160μm)和1.0kg煤化工热解半焦(平均粒径为130μm)混合，一半在球磨机中磨制成平均粒径为18μm的细粉，另一半不做处理。在密炼机中加入1.5kg油煤共炼油渣，加热至180℃，再加入0.5kg细粉和0.5kg不做处理的混合粉，密炼20min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒0.5kg混入2.5kg烘干破碎好的大同煤中，与1.58kg水和0.5g添加剂NP8一同加入球磨机中磨制45min，制得浓度为65.2％的浆料(粘度为872mPa·s)，结果见表7。
表7油砂沥青热解半焦与煤化工热解半焦混合物改性前后油渣的软化点和制浆的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制浆平均粒径(μm) |
| 92 | 117 | 52 |
实施例8
取1.5kg油页岩热解半焦(平均粒径为50μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为30μm的细粉，将0.75kg未处理的半焦与其混合级配。在密炼机中加入9kg中沥青质油渣和0.9kg中温沥青，加热至140℃，再加入2kg级配的半焦粉，密炼25min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒1kg混入5kg烘干破碎好的大同煤中，与3.18kg水和9g添加剂NP8一同加入球磨机中磨制45min，制得浆料结果见表8。
表8油页岩热解半焦改性前后油渣的软化点和制粉的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制粉平均粒径(μm) |
| 92 | 127 | 48 |
实施例9
取1.5kg油页岩热解半焦(平均粒径为130μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为10μm的细粉，将1.5kg未处理的半焦与其混合级配。在密炼机中加入2kg低沥青质油渣和0.75kg中温沥青，加热至145℃，再加入3kg级配的半焦粉，密炼25min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒5kg混入25kg烘干破碎好的大同煤中，与15.8kg水和10g添加剂NP10一同加入球磨机中磨制45min，制得浆料结果见表9。
表9油页岩热解半焦改性前后油渣的软化点和制浆的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制浆平均粒径(μm) |
| 92 | 125 | 52 |
实施例10
取1.0kg油砂沥青热解半焦(平均粒径为160μm)和1.0kg煤化工热解半焦(平均粒径为130μm)，在球磨机中磨制成平均粒径为18μm的细粉，将1.0kg未处理的同样比例的两种半焦混合物与其混合级配。在密炼机中加入1.5kg油煤共炼油渣，加热至180℃，再加入0.5kg级配的混合半焦粉，密炼20min，将上述原料用单螺杆挤出机挤出成型，冷却后将其在破碎机中破碎。将破碎的料粒0.5kg混入2.5kg烘干破碎好的大同煤中，与1.58kg水和0.02kg添加剂SP80一同加入球磨机中磨制45min，制得浆料，结果见表10。
表10油页岩热解半焦改性前后油渣的软化点和制浆的平均粒径
| 油渣软化点(℃) | 改性后油渣软化点(℃) | 制浆平均粒径(μm) |
| 92 | 127 | 52 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，将预先研磨、级配的活性半焦加到熔融的油渣中，再经过密炼，使活性半焦充分吸附油渣中的轻质组分，并均匀分散在油渣中，构建有效的骨架支撑，油渣的软化点温度提高20-50℃。
2.根据权利要求1所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、级配活性半焦：将平均粒径为50-200μm的半焦分为两部分，其中一分部进行研磨制备成平均粒径为10-40μm的半焦细粉，另一部分不做处理；半焦细粉和未处理半焦按质量比为1:2-1:3混合，得到级配活性半焦；
S2、半焦改性油渣：将油渣放入混合搅拌装置中，并加热至140-180℃使其熔融，再加入步骤S1的级配活性半焦，油渣与级配活性半焦的质量比为1:3-2:9，进行密炼，充分混合后出料；
S3、冷却破碎：将步骤S2中得到的料块冷却后置于破碎机中破碎，破碎至粒径为3mm以下的料粒；
S4、制粉或制浆：将步骤S3中得到的料粒混入烘干破碎好的煤中，粒料与煤的质量比为1:2-1:99，加入到制粉装置中在常温下进行干法制粉；或将粒料、煤与水、添加剂一同加入到制浆装置中进行湿法制浆。
3.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述半焦包括煤化工热解半焦、生物质热解半焦、油页岩热解半焦、油砂沥青热解半焦中的任意一种或几种以任意比例的混合物。
4.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述油渣为煤油共炼油渣、低沥青质油渣或中沥青质油渣，当油渣为低沥青质油渣或中沥青质油渣时，需要补充油渣质量10%-25%的沥青。
5.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述步骤S1中，半焦的研磨采用的磨机为球磨机或振动磨机。
6.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述步骤S2中，混合搅拌的装置为密炼机或带有回流冷凝装置的反应釜；所述成型出料采用的装置为单螺杆挤出机。
7.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述步骤S4中，添加剂为NP8、NP10、SP80改性剂中的任意一种，添加剂的添加量为油渣质量的0.1%-0.5%。
8.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述烘干破碎好的煤是经过14-40目筛制得的平均粒径为100-200μm的煤粉。
9.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述步骤S4中，干法制粉是将料粒和烘干破碎好的煤置于球磨机中磨制45-60min。
10.根据权利要求2所述的采用活性半焦提高含较多沥青质油渣软化点的方法，其特征在于，所述步骤S4中，湿法制粉是将粒料、煤与水、添加剂一同加入到球磨机中磨制45-60min。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3651179A (en) * | 1969-07-09 | 1972-03-21 | Frederick L Shea Jr | Agglomerating oxidized or weathered carbonaceous material using powdered pitch or asphalt as binder |
| CN1507498A (zh) * | 2001-05-08 | 2004-06-23 | ��˹��-��������ҵ�豸����ɷ����� | 利用含烃和含氧化铁废料尤其是轧钢屑淤渣与粉煤的方法和设备 |
| CN109777131A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-05-21 | 神华集团有限责任公司 | 煤直接液化沥青的改性方法和改性煤直接液化沥青及其应用 |
-
2019
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Patent Citations (3)
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