[發(fā)明專利]處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110294873.4
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102399564A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志明;李克健;楊強;張勝振;汪華林;吳秀章;呂文杰;章序文;王劍剛;李永倫
• 申請（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;華東理工大學(xué);中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司上海研究院
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10G1/04
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丙林;劉書芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤直接液化殘渣的處理方法，特別是涉及一種對經(jīng)過充分萃取后的煤直接液化殘渣進(jìn)行固液分離的方法，屬于固/液分離技術(shù)領(lǐng)域，適于處理真空閃蒸(或減壓蒸餾)產(chǎn)生的煤直接液化殘渣，其中的微旋流分離也適于處理其它煤直接液化工藝中經(jīng)過萃取后的溶劑殘渣固液體系。具體地說，本發(fā)明提供了一種微旋流分離器與溶劑抽提法耦合強化處理煤直接液化殘渣的方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤炭直接液化技術(shù)是在高溫、高壓下使高濃度煤漿中的煤發(fā)生熱解，在催化劑作用下進(jìn)行加氫和進(jìn)一步分解，轉(zhuǎn)化成清潔的液體燃料(石腦油、柴油等)或化工原料的先進(jìn)潔凈煤技術(shù)。煤直接液化工藝可分成三個主要單元。①煤漿制備單元：將煤破碎至＜0.2mm以下，與溶劑、催化劑一起制成油煤漿(或稱“煤糊”)。②煤液化反應(yīng)單元：煤漿中的煤在高溫(約450℃)、高壓(一般為17～30MPa)下直接加氫，將煤轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品。③產(chǎn)物分離單元：將反應(yīng)生成的氣體、液體產(chǎn)物與殘渣分離(主要包括氣-液分離、固-液分離)。

煤炭在加氫液化后還有一些固體物，它們主要是煤中無機礦物質(zhì)、催化劑和未轉(zhuǎn)化的煤中惰性成分。在產(chǎn)物分離單元，通常在通過固液分離工藝將固體物與液化油分開，所得的固體物稱之為殘渣。煤液化工廠產(chǎn)生的液化殘渣是一種高碳、高灰和高硫的物質(zhì)，不同原料煤和不同液化工藝產(chǎn)生的殘渣特性不同，在某些工藝中會占到液化原料煤總量的30％左右，同時不管采用何種工藝，殘渣中都會夾帶一部分重質(zhì)液化油。液化殘渣的分離與利用直接影響液化工藝的完整性和液化成本，是煤炭高效直接液化工藝必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。

煤液化殘渣的固液分離有以下難點：固體顆粒粒度很細(xì)，粒度分布從不到1微米到數(shù)微米，部分懸浮于殘液中，部分呈膠體狀態(tài)；前瀝青烯和瀝青烯等高黏物的存在，以及未轉(zhuǎn)化煤在其中的溶脹和膠溶作用都會使黏度很高；兩相間的密度差很小。到目前為止，所采用的固液分離技術(shù)主要有真空熱抽濾方式和加壓熱過濾方式的過濾方法、重力沉降分離方法、旋流離心沉降分離方法、蒸餾分離方法、反溶劑法、臨界溶劑脫灰等。其中，真空閃蒸(或減壓蒸餾)法技術(shù)成熟，以基本不含瀝青烯的蒸餾油為循環(huán)油，煤漿粘度低，加氫反應(yīng)性能得到改善；采用減壓蒸餾進(jìn)行固液分離后的液化粗油一般不含灰；同時一臺閃蒸塔可替代上百臺離心過濾機，處理量大增，且不需要繁瑣的過濾操作，使設(shè)備和操作都大為簡化。正因為這些優(yōu)點，該技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，德國新工藝、美國SRC-II、H-Coal、EDS和中國神華均采用該技術(shù)。但是，為使留下的殘渣保持一定的流動性，以便泵送，不能讓油全部氣化，使殘渣中液化殘渣中含有約一定量的液化粗油及瀝青烯和前瀝青烯，固體含量控制在50％以下，軟化點約160℃，使降低了液體產(chǎn)物的總收率。

在殘渣利用方面，研究開發(fā)中的殘渣利用途徑主要有溶劑抽提、干餾(焦化)、作為氣化制氫的原料、燃燒以及非燃燒利用。燃燒不但浪費資源，還污染環(huán)境。液化殘渣中的瀝青烯類等物質(zhì)的含量約為殘渣量的20％左右，主要由多環(huán)的縮合芳烴組成，具有芳香度高，碳含量高，容易聚合或交聯(lián)的特點，非常適合作為制備碳素材料的原料，是一種非常寶貴而獨特的資源。中國專利ZL200510047800.X公開了一種以煤炭直接液化殘渣作為原料等離子體制備納米碳材料的方法。中國專利ZL200610012547.9公開了一種將煤液化殘渣作為道路瀝青改性劑的方法。中國專利CN101591819公開了一種利用煤直接液化殘渣制備瀝青基碳纖維的方法。中國專利CN101580729公開了一種以煤液化殘渣制備中間相瀝青的方法。這些方法均是以煤液化殘渣的瀝青類物質(zhì)為原料，沒有涉及到殘渣有機質(zhì)中的重質(zhì)油份的利用，而且殘渣中瀝青類物質(zhì)的抽提均是以價格昂貴的純化學(xué)試劑為溶劑，成本相對較高。通常的干餾、焦化等熱處理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)重質(zhì)油與瀝青焦的分離、回收重質(zhì)液化油的目的。ZL201020003508.4公開了一種煤炭液化殘渣的連續(xù)焦化設(shè)備。CN101760220A公開了一種煤炭液化殘渣的連續(xù)焦化方法和設(shè)備。但由于重質(zhì)液化油中芳烴含量高，芳烴縮合度高，在熱處理過程中將發(fā)生劇烈的縮聚反映，相當(dāng)比例的重質(zhì)油分縮聚為焦炭，因此實際得到的重質(zhì)油品的比例并不高。難以達(dá)到充分、合理、高效的利用煤液化重質(zhì)液化油的目的。將液化殘渣進(jìn)行氣化制氫的方法是一種有效的大規(guī)模利用途徑，但對殘渣中的瀝青類物質(zhì)和重質(zhì)油的高附加值利用潛力未得到體現(xiàn)，而且殘渣中灰分高達(dá)20％以上，這必將給氣化爐的排渣帶來很大影響。