[發明專利]煤炭液化方法和裝置

在審

• 申請號: 201710088537.1
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107057742A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 單賢根;李克健;章序文;王洪學;曹雪萍
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;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: C10G1/06
• 分類號: C10G1/06;C10G1/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 趙囡囡,吳貴明

技術領域

本發明屬于煤化工領域，具體而言，涉及一種煤炭液化方法和裝置。

背景技術

現有的煤直接液化工藝是將煤粉、溶劑油、催化劑等配成一定濃度的煤漿，再與氫氣混合，先后進入煤漿預熱器、煤液化反應器中，在一定的條件下(反應溫度400～450℃，反應壓力10-30MPa)先后進行反應，并將反應產物在分離器中進行分離，分別獲得氣體產品、液化油品和固體殘渣的過程。

利用現有的煤直接液化工藝將煤轉化為液相產品的過程中，所產生的產物既有餾程<300℃的石腦油、柴油餾分，也有餾程在300～500℃的液化重油餾分，以及一部分餾程>500℃的瀝青類物質，還有一部分因為反應深度不夠，導致無法得到轉化的難反應煤。

煤直接液化工藝的目標產物是餾程較低的輕質油，因此為了實現將煤直接液化過程中產生的液化重油、瀝青類物質以及未轉化煤的進一步轉化，公開號為CN1869159A的中國專利申請提出將反應產物在高溫高壓分離器中進行氣液分離后，將分離器底部的液相產物循環回反應器入口進行再次反應，從而一方面增加了液化重質產物的停留時間，另一方面可以避免液化輕油的二次分解，最終提高了油收率以及降低了氫耗。

為了實現同樣的目的，也有現有技術提出將第二段煤直接液化反應器改為液相上進下出的流動形式，同時將二段反應器出口物料部分循環回反應器入口進行循環。

分析現有技術可以看出，目前大部分煤直接液化工藝是在一個反應體系內完成整個液化反應。即使一些改進方案提出將液化反應分成兩段進行，但同樣是將部分物質重新循環回反應器，從而通過增加這部分物質的反應停留時間來提高油收率的。

目前，仍然需要一種新的煤炭液化方法和裝置，不僅能夠實現煤直接液化中難反應瀝青類物質和煤的深度轉化，而且能夠在降低氫耗和氣產率的同時提高目標液化油產品的收率。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的煤碳液化方法和裝置，以實現煤直接液化中難反應瀝青類物質和煤的深度轉化，降低氫耗的同時提高目標液化油產品的收率。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種煤炭液化方法，包括以下步驟：使煤漿與氫氣進行第一次液化反應，得到第一液化產物，第一液化產物包括第一氣體混合物和第一重質產物，第一氣體混合物包括第一液化輕油和第一氣體產物；以及分離所述第一液化產物中的第一重質產物，使第一重質產物與氫氣進行第二次液化反應，得到第二液化產物，在進行第二次液化反應之前或者過程中，該方法還包括向第一重質產物中添加第一加氫催化劑的步驟。

進一步地，上述方法包括對該第一液化產物進行第一次分離，分離得到該第一重質產物，優選該第一次分離在250～420℃下進行。

進一步地，上述第一加氫催化劑以油溶分散液的形式添加至該第一重質產物中；優選該第一加氫催化劑為金屬的單質、氧化物或鹽，該金屬為鈷、鉬或鎳；更優選，該第一加氫催化劑的粒徑小于等于200μm；進一步優選地，以干基煤粉計，該第一加氫催化劑的用量為該干基煤粉質量的0.01～0.1％，該油溶分散液中的油性溶劑的來源為下述(A)、(B)之一或其組合：(A)煤炭液化生成的重質油、或者經過加氫的重質油；(B)焦油、蒽油、洗油、高芳烴稠油或者它們的加氫油。

進一步地，上述第二液化產物包括第二氣體混合物和第二重質產物，該第二氣體混合物包括第二液化輕油和第二氣體產物，該方法在得到該第二液化產物之后，還包括：對該第二液化產物進行第二次分離，分離得到該第二氣體混合物；優選地，該第二次分離的溫度為250～420℃。

進一步地，在上述第二次分離之后，該方法還包括：將該第一氣體混合物與該第二氣體混合物進行混合，得到第三氣體混合物；對該第三氣體混合物進行冷卻，得到油水混合物；以及對該油水混合物進行油水分離，得到餾分<350℃的輕質油。

進一步地，上述方法在通過該第二次分離得到該第二重質產物之后還包括：對該第二重質產物進行減壓蒸餾，得到餾分在200～500℃的重質油。

進一步地，上述第一次液化反應之前，該方法還包括將第二加氫催化劑與該煤漿進行混合的步驟；優選該第二加氫催化劑以油溶分散液的方式與該煤漿進行混合；更優選，該第二加氫催化劑是磁黃鐵礦、硫鐵礦、煤基鐵系負載催化劑；再次優選該第二加氫催化劑為顆粒狀，進一步優選該第二加氫催化劑的粒度小于等于200μm；進一步更優選地，以干基煤粉計，該第二加氫催化劑的用量為該干基煤粉質量的0.1～5％。