一种低阶煤白腐真菌液化产物分离方法

本发明属于煤液化，涉及一种低阶煤白腐真菌液化产物分离方法。

背景技术：

1、低阶煤(如褐煤)因水分大、热值低等特点导致其利用效率低，不仅造成能源的浪费，更加剧了环境的污染。利用微生物将低阶煤进行生物液化，并从中提取有用的化工原料，是实现低阶煤高效利用的有效途径之一。

2、现有微生物液化方法中常用的微生物有真菌、细菌等。白腐真菌由于能分泌木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等能将大分子褐煤降解成小分子混合物，具有液化效率高等优点。

3、然而，真菌液化存在液化产物或残煤与菌丝包裹；液化产物中含有大量水分；液化产物是多种小分子混合物等诸多问题，致使低阶煤的真菌液化产物难以分离纯化。现有专利cn106978209a给出了一种煤直接液化产物的分离方法，对液化产物进行预热处理，分离出油气产物和固体产物，再对油气产物进行分馏，得到气体和液体。这种方法是针对直接液化产物的分离方法。在采用生物液化时，由于微生物培养基中通常含有水分，这导致液化结束后，体系中的水分难以脱除或者脱除不彻底。另一方面，液化结束后，体系中通常含有多种液化组分，这些组分之间难以分离纯化。

4、基于此，低阶煤经微生物处理后，液化产物中的水分如何彻底去除，各产物之间如何分离纯化，成为实现低阶煤充分利用要解决的首要技术问题。

技术实现思路

1、基于上述现有技术问题，本发明通过超声波分散菌丝—液态液化产物冷冻干燥脱水—多溶剂逐级萃取分离混合液化产物的方法，可获得成分单一的液化产物。具体地，本发明采用如下技术方案。

2、本发明提供一种低阶煤白腐真菌液化产物的分离方法。所述方法包括：

3、将发酵混合物进行超声波处理；

4、将超声处理后的混合物进行真空抽滤；

5、将抽滤所得的液态产物经冷冻干燥脱除水分，获得粉末状液化产物；

6、将所述粉末状液化产物使用极性不同的萃取剂进行逐级萃取，获得不同极性的低阶煤液化产物。

7、进一步地，在上述方法中，所述发酵混合物是将低阶煤使用白腐真菌液化后的混合物。

8、进一步地，在上述方法中，用于培养白腐真菌的dox液体培养基组分为：谷氨酸钠2.0g，nano3 4.0g，葡萄糖10.0g，k2hpo4 2.0g，mgso4·7h2o 0.5g，kcl 0.5g。微生物液化的条件为：液化温度27.5℃，摇床转速120rpm，液化7天。

9、进一步地，在上述方法中，超声波处理频率为10～20khz，时间为2～20min。

10、进一步地，在上述方法中，冷冻温度为-50℃～-10℃，干燥真空度为2～10pa。

11、进一步地，在上述方法中，用于多级萃取的萃取剂分别为：甲醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、正丁醇、苯、四氯化碳、正辛烷。

12、进一步地，在上述方法中，以质量比计，所述萃取剂与粉末状液化产物的比例为8～20:1，萃取温度为20～50℃，萃取时间为5～40min。

13、进一步地，在上述方法中，在上一级萃取后、下一级萃取前进行萃取产物浓缩；浓缩的方法是蒸发去除萃取剂，蒸发温度高于萃取剂沸点0～10℃。

14、本发明还请求保护上述分离方法在低阶煤处理中的应用。

15、另一方面，本发明还请求保护低阶煤生物液化的分离纯化产物，其使用上述的分离方法制得。

16、与现有技术相比，本发明“一种低阶煤白腐真菌液化产物的分离方法”具有以下有益效果：

17、本发明将超声波处理、冷冻干燥、逐级萃取等技术手段用于低阶煤生物液化产物的分离，所述方法操作简便，分离出的液化产物水分含量低、纯度高，能够实现低阶煤的充分利用，对现有的低阶煤液化产物的分离具有参考作用。

18、本发明提供的方法，产物回收率高。传统采用直接过滤的方式，将液化产物进行分离，由于所述低阶煤的孔斜率较高，在微孔中吸附了大量的液化产物导致产物收率低。本发明采用超声波辅助处理，促进液化产物充分分散至混合体系，进而提高产物收率。

19、本发明提供的方法，水分脱除彻底。经白腐真菌液化处理后，液化产物与大量培养基溶液混合，含有大量水分，且液化产物极性较大。现有技术是直接用萃取剂对产物进行萃取分离，部分水分直接与产物一同进入极性溶剂中，无法达到彻底脱除水分的效果。本发明采用冷冻干燥方法，通过冷冻-升华将产物中水分彻底脱除，提高了液化产物品质。

20、本发明提供的方法，液化产物纯度高。现有技术多采用单一溶剂萃取，且萃取前未进行脱水处理，使得萃取产物纯度低。本发明按照极性大小，选用多种极性不同的萃取剂进行逐级萃取，并通过分析获知液化产物纯度较高。

技术特征：

1.一种低阶煤白腐真菌液化产物的分离方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述发酵混合物是将低阶煤使用白腐真菌液化后的混合物。

3.根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于，用于培养白腐真菌的dox液体培养基组分为：谷氨酸钠2.0g，nano3 4.0g，葡萄糖10.0g，k2hpo4 2.0g，mgso4·7h2o 0.5g，kcl0.5g；

4.根据权利要求3所述的分离方法，其特征在于，超声波处理频率为10～20khz，时间为2～20min。

5.根据权利要求4所述的分离方法，其特征在于，冷冻温度为-50℃～-10℃，干燥真空度为2～10pa。

6.根据权利要求5所述的分离方法，其特征在于，用于逐级萃取的萃取剂分别为：甲醇、乙酸乙酯、四氢呋喃、正丁醇、苯、四氯化碳、正辛烷。

7.根据权利要求6所述的分离方法，其特征在于，以质量比计，所述萃取剂与粉末状液化产物的比例为8～20:1，萃取温度为20～50℃，萃取时间为5～40min。

8.根据权利要求7所述的分离方法，其特征在于，在上一级萃取后、下一级萃取前进行萃取产物浓缩；

9.权利要求1～8任一项所述的分离方法在低阶煤处理中的应用。

10.一种低阶煤生物液化的分离纯化产物，其特征在于，使用权利要求1～8任一项所述的分离方法制得。

技术总结本发明属于煤液化技术领域，公开了一种低阶煤白腐真菌液化产物分离方法。所述方法包括：超声波处理2～20min，之后进行真空抽滤，将抽滤的液态产物再经冷冻干燥获得粉末状固体产物，再经过多级萃取获得不同极性的低阶煤液化产物。本申请提供的技术方案，能够将低阶煤液化产物从含有菌丝、培养基等杂质的混合物中分离出来，并通过冷冻干燥和多级萃取等技术手段获得纯度高、水分脱除彻底的液化产物。本发明为低阶煤的液化产物分离提供了可供参考的途径，具有显著的贡献意义。技术研发人员：石开仪,王江河,周静,郑丽丽,马从菊受保护的技术使用者：黔南民族师范学院技术研发日：技术公布日：2024/4/17