[發明專利]一種低壓原位供氫煤直接液化的方法

無效

• 申請號: 201010192050.6
• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101845315A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 雷智平;水恒福;劉沐鑫;王知彩;康士剛;任世彪
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C10G1/08
• 分類號: C10G1/08
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 周宗如

技術領域

本發明屬于煤液化處理技術，具體涉及一種低壓原位供氫煤直接液化的方法。

背景技術

我國石油資源相比于煤炭資源較少。隨著我國經濟的高速發展，我國石油對外依存度目前高達52％。進口石油又受種種因素的影響，影響我國的經濟發展。我國煤炭資源豐富，若將固態煤轉化為液態燃料，減小對石油的依賴，可產生巨大的經濟和社會效益。煤加氫直接液化是在一定溫度和壓力及催化劑作用下，使煤發生加氫反應轉化為液態燃料及氣態烴的過程，是煤炭潔凈加工利用技術的一種。目前較成熟的煤直接液化技術有美國的氫煤法、兩段催化液化工藝、溶劑精煉煤法、煤油共煉工藝、德國的直接液化新工藝、日本的NEDOL工藝、我國的神華煤液化工藝，但這些煤液化方法都需要使用5-10MPa的高壓氫氣，反應體系的壓力至少為17MPa。上述反應條件決定了反應器為高壓設備，設備投資費用高，而且在上述條件下高壓氫氣需要在催化劑作用情況下活化產生活性氫使煤熱解產生的有機大分子穩定下來。故低壓反應條件可大大減少設備投資和運行成本，原位產生的活性氫可直接穩定煤熱解產生的有機自由基大大提高反應效率。

專利(CN?100413940C)提供了一種常壓下煤直接液化的方法，但其所使用的氫源材料制備過程復雜、耗能大、其所能提供的活性氫的量有限。Mondragon(Fuel，1982，61(4)：392-393)和Ozaki(Fuel，1985，64(6)：767-771)分別也提供了一種利用甲醇在ZnO-Cr₂O₃和Ni催化劑上分解產生氫氣來使煤液化的方法，但此工藝催化劑昂貴且反應壓力高。

發明內容

本發明的目的是提供一種低壓下原位產生活性氫的煤直接液化方法，本發明所提供的一種低壓原位供氫煤直接液化的方法，具體步驟如下：

(1)將煤、煤液化溶劑四氫萘、醇類供氫溶劑甲醇或乙醇、制氫催化劑氧化鈣或碳酸鈉、加氫催化劑FeS按一定比例混合均勻，得到漿狀混合物，所述煤、煤液化溶劑四氫萘、醇類供氫溶劑甲醇或乙醇、制氫催化劑氧化鈣或碳酸鈉、加氫催化劑FeS的質量比為：1∶1-5∶5-15∶0.5-2.5∶0.02-0.06；

(2)將步驟(1)所得到的漿狀混合物導入到反應器內，用氮氣置換反應器內空氣，在溫度為350-450℃下，反應0.5-3小時，制得煤液化粗油。

本發明方法不需工業制氫過程，過程高效，對設備要求低，適于煤直接液化的工業化生產。

本發明方法具有以下特征和優點：

1、成本低：所用的原料均為廉價易得；且工藝操作簡單。

2、反應低壓(1Mp左右)，對設備要求低。

3、本方法原位產出高活性氫，煤直接液化轉化率高，產物收率高。

具體實施方式：

實施例1：①將1g勝利褐煤、3ml四氫萘、7.5ml乙醇、1g氧化鈣和0.05克FeS混合均勻，得漿狀混合物；②將步驟①所述的漿狀混合物導入到內容積為35ml高壓釜中，反應器內經氮氣置換后，在溫度為380℃條件下，反應2小時。產物的分離：反應結束后，采用正己烷、四氫呋喃作為溶劑，分別利用索式抽提器對反應產物進行抽提，抽提時間為24小時，旋轉蒸發脫除溶劑，抽提物在真空干燥箱內80℃下干燥12h，然后稱重。其中，正己烷可溶物包含油組分，正己烷不溶而四氫呋喃可溶物包含瀝青烯和前瀝青烯，四氫呋喃不溶物為液化殘渣，包含未反應褐煤、煤中灰分和催化劑等。由此，就可以求出煤的轉化率和油及氣的量(以干燥無灰基煤為基準)。本實施例的煤轉化率和產物油+氣的收率見表1。

實施例2：①將1g勝利褐煤、5ml四氫萘、5ml乙醇、2g氧化鈣和0.03克FeS混合均勻，得漿狀混合物；②將步驟①所述的漿狀混合物導入到內容積為35ml高壓釜中，反應器內經氮氣置換后，在溫度為380℃條件下，反應1小時。產物的分離：反應結束后，采用正己烷、四氫呋喃作為溶劑，分別利用索式抽提器對反應產物進行抽提，抽提時間為24小時，旋轉蒸發脫除溶劑，抽提物在真空干燥箱內80℃下干燥12h，然后稱重。其中，正己烷可溶物包含油組分，正己烷不溶而四氫呋喃可溶物包含瀝青烯和前瀝青烯，四氫呋喃不溶物為液化殘渣，包含未反應褐煤、煤中灰分和催化劑等。由此，就可以求出煤的轉化率和油及氣的量(以干燥無灰基煤為基準)。本實施例的煤轉化率和產物油+氣的收率見表1。