[發明專利]一種兩級加氫的煤直接液化工藝

在審

• 申請號: 201310385008.X
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104419439A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 井口憲二;坂脇弘二
• 申請（專利權）人: 任相坤
• 主分類號: C10G1/08
• 分類號: C10G1/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明涉及一種兩級加氫的煤直接液化工藝，屬于煤直接液化技術領域。

背景技術

煤直接液化是使煤在高溫高壓下催化加氫直接轉化為液體燃料的技術，目前世界上已成功開發出了多種煤直接液化工藝，包括德國IGOR工藝、美國H-Coal工藝、日本NEDOL工藝和中國神華工藝。其中，中國神華工藝于2008年建成了6000噸/天的工業示范裝置并投入了使用。

通過長期的研究發現，煤在直接液化中首先經歷快速熱解反應生成大量前瀝青烯、瀝青烯和一些小分子烴、CO₂、CO等氣體，隨后其中的前瀝青烯和瀝青烯會繼續加氫進一步裂解成小分子烴和氣體。但是，由于煤的快速熱解反應是以自由基反應為主，熱解產生的自由基碎片容易相互碰撞聚合成大分子焦炭，因此現有技術一般將煤直接液化分兩級進行，在一級快速熱解反應中采用較低的熱解溫度來控制自由基的生成速率，同時混合適量的活性氫來及時消除生成的自由基碎片。如中國專利文獻CN102115674A公開了一種煤液化與石油煉制的組合方法，步驟為1）將煤粉與餾程為150-343℃的石油餾分Ⅰ、液體產物餾分Ⅰ和催化劑混合為煤漿，煤漿中煤的固含量為10-50%；2）將煤漿與氫氣一起由底部進入一級反應器，在360-450℃下進行煤熱解加氫反應；3）一級反應器流出物、餾程為343-600℃的石油餾分Ⅱ和液體產物餾分Ⅱ混合由底部進入二級反應器，在420-480℃下進行加氫裂解反應；4）二級反應器流出物經分離得到氣體、液體產物餾分Ⅰ、液體產物餾分Ⅱ和殘渣，部分液體產物餾分Ⅰ循環回一級反應器中，部分液體產物餾分Ⅱ循環回二級反應器中。

上述技術雖然能夠有效降低煤快速熱解產生的自由基間的碰撞聚合幾率，減少焦炭的生成，但是上述煤直接液化工藝的生產效率很低，本領域技術人員一直找不到導致上述工藝生產效率低的原因。

再有，為了方便控制反應的進行，現有技術的兩級加氫煤直接液化工藝都是將原料和氫氣由一級反應器底部送入，再將一級反應產物和氫氣由二級反應器的底部送入，使一級或二級反應器內的氣固物料順流混合反應。雖然引入二級反應器內的一級反應產物中含有一定量不參與反應的小分子烴和CO、CO₂等氣體，但是現有技術中普遍認為這部分不參與反應的氣體在第二反應器內的氣含率僅為10-15%，不會影響反應的進行。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術的兩級加氫煤直接液化工藝生產效率很低，并且本領域技術人員一直找不到該工藝生產效率低的原因；進而提出一種生產效率高的兩級加氫煤直接液化工藝。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種兩級加氫的煤直接液化工藝，包括如下步驟，

（1）將煤粉與供氫性溶劑混合成煤漿，所述煤漿、氫氣和催化劑在一級反應器內反應，反應溫度為420-460℃，反應結束得到一級反應產物；

（2）將所述一級反應產物送入二級反應器的上部，所述一級反應產物中的氣相組分由二級反應器頂部流出，固液組分在所述二級反應器內向下流動，與所述二級反應器內向上流動的氫氣逆流接觸反應，反應溫度為430-480℃，反應結束后得到二級反應產物；

（3）將所述二級反應產物中的固液組分分離即可。

所述二級反應器內，所述固液組分向下流動的流速為1-10cm/s。

所述二級反應器內的氫油比600-1000。

所述二級反應器內的氫分壓為10-15MPa。

所述二級反應器內的反應壓力為15-20MPa。

在所述一級反應器內，反應壓力為15-20MPa，氫分壓為10-15MPa。

所述煤漿的煤粉含量為30-50wt%，所述催化劑的重量為所述煤粉重量的0.1-10.0%。

所述煤粉為煙煤和次煙煤中的一種或兩種，所述供氫性溶劑為重油、渣油和步驟（3）中液體餾分中的一種或幾種的混合物。

步驟（1）中，將所述煤漿、催化劑和氫氣混合、加壓并加熱后，由底部送入所述一級反應器內。

所述二級反應產物中的氣相組分與一級反應產物中的氣相組分相混合后進行分離，分離出的富氫氣體作為步驟（1）和（2）中的氫氣使用。

本發明與現有技術方案相比具有以下有益效果：