[發明專利]一種煤炭液化方法

有效

• 申請號: 200910076672.X
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101643660A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 李春啟;朱曉蘇;張勝振;李文博;石智杰;忻仕河;谷小會;劉衛兵;劉立麟;陳穎
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院;大唐國際化工技術研究院有限公司
• 主分類號: C10G1/06
• 分類號: C10G1/06
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭廣迅

技術領域

本發明屬于煤炭化學加工領域，具體涉及一種煤炭液化方法，特別是 一種包括溶劑熱萃取預處理的煤炭液化方法。

背景技術

在我國豐富的煤炭資源中，褐煤和次煙煤等低階煤所占的比例達到 40％以上。低階煤的液化反應活性高，易于液化，被認為是煤直接液化的 理想原料。目前開發的煤炭直接液化工藝均是以固態煤粉為原料，以油煤 漿懸浮液的形式進料，在高溫高壓下直接與氫氣進行液化反應轉化成液體 油品的工藝技術，如H-Coal工藝、NEDOL工藝及神華煤液化工藝 (CN1587351A)等。然而，有些低階煤中灰含量較高，煤中的灰分進入 液化系統后不僅會降低煤液化反應器的處理能力，還會帶來諸如設備磨 損、堵塞等問題；灰分在分離過程中還將帶走部分液化生成油，從而降低 了總液化油的收率。另外，對于傳統的煤炭直接液化工藝來說，由于煤炭 中灰分的存在，使催化劑的回收比較困難。煤中的惰質組分在通常的液化 反應條件下難于液化，在液化過程中以惰性成分的形式存在，因此從經濟 角度考，直接液化工藝應盡可能選擇惰質組分含量低的煤種。適于直接液 化的低階煤通常氧含量較高，大部分介于10～25％之間，較高的氧含量不 但增加了氫耗量，導致制氫裝置規模龐大，而且液化的水產率較高，使液 化油產率相對偏低。

如何降低低階煤的灰含量，提高其利用效率成為人們研究的熱點。有 研究者利用酸堿水熱處理的方法實現脫灰的目標(WO2004039927和 CN1708574A)，但該方法很難將煤中的灰分降低到1％以下，更重要的是 酸堿處理過程中所使用的強酸、強堿會造成設備的嚴重腐蝕，造成處理成 本比較昂貴。與酸/堿脫灰方法不同，煤的溶劑熱萃取是將煤在有機溶劑和 加熱(＞300℃)的作用下，使煤分子之間的交聯鍵發生斷裂，溶解在熱 有機溶劑中，經固液熱分離得到有機萃取物的一種方法。在熱萃取過程中， 只有煤中活性較高的有機質被萃取出來，灰分和惰質組分被保留在萃取殘 渣中。此外，在熱的作用下，煤中的活性氧官能團將發生分解，具有一定 的脫氧作用。因此，煤的溶劑熱萃取具有脫灰、脫惰質組分、脫氧的特點， 與目前傳統的煤炭直接液化結合起來形成一種新的煤炭液化工藝，將降低 灰分和惰質組分對煤液化工藝的影響，減少液化過程的氫耗量和水產率， 提高液化油收率，提高煤液化處理裝置的生產能力，有利于實現催化劑的 回收再利用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低成本、高效率、適用范圍廣的新型煤炭 液化方法，其中在煤炭直接液化前先用有機溶劑進行熱萃取處理，脫氧脫 灰的同時也脫除了煤中難以液化的惰質組分，得到熱萃取超純煤(超純煤 漿)，再進入煤液化單元進行加氫液化反應。

用于實現本發明上述目的的技術方案如下：

一種煤炭液化方法，該方法包括以下步驟：

(1)對原料煤炭進行溶劑熱萃取預處理；

(2)進行熱態固液分離；

(3)濃縮液體部分得到超純煤漿液；或者對液體部分進行反萃取制 得固體超純煤，再與熱萃取溶劑混合制得超純煤漿液；

(4)將超純煤漿液進行液化反應得到煤液化油產品，

其中所述熱萃取溶劑為煤液化油經加氫處理得到的液態產物，例如煤 液化輕油、煤液化中油和/或煤液化重油經加氫處理得到的液態產物；煤液 化加氫循環溶劑；或者它們的混合物。

在上述方法中，煤液化加氫循環溶劑是由煤直接液化過程中產生的減 壓餾分油的混合油經加氫處理得到的，餾程為196～456℃，溶劑的芳碳率 為0.39～0.41。加氫處理的條件可以是溫度為280～360℃；壓力為6～10Mpa； 反應空速為0.5～1.5；氣液比為400～800立方米/噸。

在上述方法中，原料煤炭可以為低階煤，例如褐煤、次煙煤或它們的 混合物。具體來說，原料煤炭的粒度為80～200目，含水量低于煤炭重量 的3％。原料煤炭與熱萃取溶劑之間的重量比可以為10～40∶60～90。熱萃 取預處理是在非氧氣氛下進行的，例如是在氮氣、氫氣或氦氣中進行的。 熱萃取預處理包括在高壓釜反應器中進行充分攪拌，攪拌的速度優選為 100～450轉/分。優選地，熱萃取的溫度為300～400℃，壓力為0.5～1.5MPa， 時間為30～180分鐘。