[發明專利]一種煤炭干餾液化方法

無效

• 申請號: 201110288662.X
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102391886A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 趙鵬;閻鑫;何中和;王悅;曹戈;高凱
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/04;C10B57/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于煤化工技術領域，具體涉及一種煤炭干餾液化方法。

背景技術

我國煤炭資源豐富，而石油資源相對匱乏，近年來由于石油價格波動，為減小對石油的依賴，采用煤制油的技術得到了國內學者的廣泛重視。采用傳統的干餾方法處理原煤，獲得的焦油少，出油率低。而將煤直接液化和間接液化產油成本高，投資大，能耗高，且產品難分離。

華東理工大學朱子彬等采用加氫加壓技術液化煤，但是出油率不高。中科院山西煤化所李保慶等采用催化加氫加壓技術，出油率得到了提高，但采用的催化劑為鉬系催化劑，價格昂貴，且鉬系催化劑不易實現回收再利用，工業化成本太高，仍處于實驗室階段。

因此，開發一種出油率高，且成本低廉的煤液化方法迫在眉睫。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種成本低，液體收率高的煤炭干餾液化方法。采用本發明的方法液化后的產品易于分離，半焦熱值高，煤炭的總轉化率超過50％(wt)。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將原料煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的0.5％～3％；所述助催化劑為單質硫，助催化劑的用量為原料煤重量的1％～5％；

步驟二、采用溫度為700℃～800℃的半焦粉對步驟一中所述載有催化劑的煤粉進行混合預熱，然后一同置于熱解反應器中，向熱解反應器中通入氫氣使熱解反應器中的壓力達到4MPa～9MPa，在溫度為380℃～650℃的條件下熱解反應0.1min～30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質量比為1∶1～3；

步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過濾冷卻后，得到焦油和煤氣；

步驟四、采用常規合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應器中進行循環利用；

步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應器中代替助催化劑單質硫進行循環利用。

上述步驟一中所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成：向質量濃度為10％～20％的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應3h～8h，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質量的0.1％～0.2％；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質量的2％～4％。

上述步驟二中所述熱解反應器為流化床反應器或移動床反應器。

上述步驟二中所述熱解反應器中的壓力為5MPa～7MPa，溫度為450℃～550℃。

上述步驟四中所述氫氣的通入量為使熱解反應器中的壓力達到4MPa～9MPa。

上述步驟五中所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質硫的用量。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明在干餾過程中加氫加壓，并采用廉價的納米鐵系催化劑對煤炭進行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，液體收率優于目前所有同類文獻報道的數據。

2、本發明對產生的氫氣進行循環利用，節約了氫耗，并利用產生的硫化氫代替助催化劑單質硫，節約了成本，另外，本發明可利用熱解后產生的半焦粉對原煤進行預熱，節約了能源，同時避免了干餾過程中半焦結塊，采用本發明的方法液化后的產品易于分離，半焦熱值高，半焦仍然可以滿足工業用戶的技術質量要求，用途廣泛。

3、本發明設備投資低，是繼煤直接液化和間接液化之后的第三種煤炭液化方式，屬于溫和的煤炭分級轉化方式，對于降低煤制油轉化成本具有重要意義。

下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

具體實施方式

本發明實施例1至實施例10所用原料煤的分析數據如下表所示：

表1神木煤的工業分析數據

表2內蒙褐煤的分析數據

實施例1