[发明专利]从原料煤中分离所需含量的特定显微组分的方法及分离多个不同含量的特定显微组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤直接液化领域，具体而言，涉及一种从原料煤中分离所需含量的特定显微组分的方法以及分离多个不同含量的特定显微组分的方法。

背景技术

煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物，它是极其重要的能源和工业原料。植物经泥炭化阶段形成泥炭，泥炭再经过成岩作用形成褐煤，然后经过不同变质程度而变质为烟煤、无烟煤。因此，可以将煤视为一种以有机物为主体的岩石，用研究岩石的方法来研究煤的学科称为煤岩学。煤岩学认为，煤并不是一种单一的物质，而是由多种性质不同的显微组分所组成的，这些显微组分的不同组合造就了煤在物理、化学、工艺性质上的不同。煤的有机显微组分是指煤在显微镜下能够区别和辨识的最基本有机质的组成成分，根据国际煤岩学术委员会(ICCP)的有机显微组分分类方案，用反射光观察，按其基本结构性质和工艺性质，将煤的各种显微组分基本上分为三类，即镜质组、壳质组和惰质组。

许多学者关于各显微组分的直接液化加氢性能具有不同的观点。部分学者认为镜质组和壳质组是液化的活性组分，而惰质组是液化惰质组分，只有很少部分参与了转化。陈洪博等对神东不同显微组分的液化性能研究得出镜质组和壳质组的转化速率为惰质组的2.6倍，生成油和沥青烯的速率为惰质组的2.9倍，未反应的煤主要为惰质组。而众多研究发现，煤中惰质组分并非不可能液化，在一定条件下是可以转化的，甚至某些惰质组含量较高的煤也有较高的液化油收率。马凤云等对惰质组含量高达81.5％，镜质组最大反射率达到0.73，挥发分低于37％，H/C比仅为0.59的五彩湾煤进行高压釜试验，发现在氢初压仅为6.0MPa的条件下，其最佳液化温度仅为450℃，油收率达到55％，这表明它仍然具有好的液化性能，适合用于直接液化。关于煤的组分之间的相互作用也有探索，对于各组分之间是否存在协同效应观点不一致；李文华对马家塔煤及其分离出的显微组分进行了高压釜液化试验，总转化率和油收率的高低次序依次为原料煤>纯镜质组煤>纯惰质组煤，原料煤的液化反应性明显高于各单一纯组分，而且原料煤的转化率和油收率高于纯组分试验结果的线性加和值。

基于上述文献调研可知，煤中惰质组的转化率和油收率也不可忽视，只是反应条件与其他显微组分并不一致。当前关于煤中各显微组分的液化反应性研究的结论存在某些矛盾，原因主要在于研究的视角不同，以及对显微组分与液化性能之间的关系的细化和深入不足。

而对上述问题的深入研究，首要的一步就是对煤炭显微组分进行分离富集，得到具有不同富集程度的各种显微组分。目前实验室中进行的有关显微组分液化性能研究的前期准备工作当中，对显微组分的分离富集基本上都是采用手选法。手选法一般是用于煤与矸石的初步洗选过程，是利用煤和杂质在颜色、光泽、外形上的差异，用人工对大块矸石进行分选的选煤方法，将这种粗略的方法用于实验室显微组分的富集和分离不但分离精度极低，而且分离富集程度很差。不能代表煤炭中全煤分的各显微组分组成，进一步采用高压釜考察其液化性能时就不具代表性，这可能也是诸多研究者进行试验研究得出不同结论的原因之一。

目前关于煤岩显微组分分离的专利较少，大多集中在煤炭显微组分检测的设备方面。公开号为CN 102962122A的中国专利申请公开了一种煤炭直接液化用煤的深度制备工艺，该方法模仿工业上选煤的方法来实现工业化规模煤炭组分的分离富集，采用重介旋流器和浮选法结合的方法来彻底的分离富集镜质组和惰质组。该方法着眼于工业化上煤炭显微组分的富集，旨在最高程度的分离两种显微组分以便满足各自不同的工业化应用。但该方法仍无法满足研究某原料煤中各显微组分的煤液化性能的要求，因此，仍需建立一种从原料煤中有效地分离和富集各显微组分，从而便于准确地研究其各显微组分的煤液化性能。

发明内容

本发明旨在提供一种原料煤中分离所需含量的特定显微组分的方法以及分离多个不同含量的特定显微组分的方法，以解决现有技术中手选法对原料煤中各显微组分的分离精度差、富集程度低而影响液化性能的准确性的缺陷。