[發(fā)明專利]煤直接液化方法及煤直接液化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711203668.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108048121B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高山松;舒歌平;李克健;楊葛靈;章序文;李永倫;王洪學(xué);姜元博;王國(guó)棟;楊玉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司;中國(guó)神華煤制油化工有限公司上海研究院
• 主分類號(hào): C10G1/00
• 分類號(hào): C10G1/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

本發(fā)明提供了一種煤直接液化方法及煤直接液化裝置。該煤直接液化方法包括以下步驟：S1，使包括煤漿與氫氣的第一原料進(jìn)行第一次液化反應(yīng)，得到第一液化產(chǎn)物，并對(duì)第一液化產(chǎn)物進(jìn)行油氣分離，得到第一液相產(chǎn)物；S2，使包括第一液相產(chǎn)物、氫氣與溶劑的第二原料進(jìn)行第二次液化反應(yīng)，得到第二液化產(chǎn)物，并對(duì)第二液化產(chǎn)物進(jìn)行油氣分離，得到第二液相產(chǎn)物；S3，對(duì)部分第二液相產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾和催化加氫處理，得到煤液化產(chǎn)品；以及S4，重復(fù)執(zhí)行上述步驟S1至S3，且在重復(fù)執(zhí)行的過(guò)程中第一原料和/或第二原料還包括剩余部分第二液相產(chǎn)物。采用上述煤直接液化方法能夠提高煤的液化轉(zhuǎn)化率和液體產(chǎn)品收率，資源利用率有顯著提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種煤直接液化方法及煤直接液化裝置。

背景技術(shù)

煤直接液化技術(shù)是指煤在高溫、高壓、臨氫、溶劑和催化劑的作用下，通過(guò)加氫直接轉(zhuǎn)化生成液體產(chǎn)品和少量氣體產(chǎn)品的工藝過(guò)程。煤直接液化工藝過(guò)程通常包括四個(gè)主要部分：油煤漿制備、煤加氫液化反應(yīng)、固液分離和產(chǎn)品提質(zhì)加工利用。煤經(jīng)破碎干燥磨成煤粉，與溶劑、催化劑一起配制成適合輸送和傳熱的油煤漿，油煤漿經(jīng)升壓和預(yù)熱后輸送至煤加氫液化反應(yīng)器，在高溫高壓的條件下煤發(fā)生熱解和加氫反應(yīng)生成液態(tài)的產(chǎn)品，將反應(yīng)生成的液化油與瀝青類物質(zhì)、未反應(yīng)煤、催化劑和灰分進(jìn)行分離，回收溶劑，得到煤液化粗油，再將煤液化粗油進(jìn)行提質(zhì)加工生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品，依據(jù)產(chǎn)品的方案不同可生產(chǎn)汽油、柴油、航空煤油、特種油品及化工原料等。

當(dāng)前影響煤直接液化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要影響包括建設(shè)投資成本高、煤的液化轉(zhuǎn)化率和油收率低，其中油收率低是最為關(guān)鍵因素，其直接影響著煤直接液化裝置的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由于煤直接液化工藝條件相對(duì)較為苛刻，煤液化反應(yīng)溫度較高，煤直接液化反應(yīng)過(guò)程主要包括熱解和加氫，不可避免造成目標(biāo)產(chǎn)物的二次裂解，導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)品油收率降低，副產(chǎn)品氣體產(chǎn)率高，同時(shí)也增加了氫耗，成本上升；另外，在煤液化反應(yīng)過(guò)程中，煤種的活性組組分首先發(fā)生轉(zhuǎn)化，難以轉(zhuǎn)化的組分則需要更為苛刻條件，而煤直接液化反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)平行串聯(lián)反應(yīng)體系，這也導(dǎo)致在第二反應(yīng)器或反應(yīng)的后半程，循環(huán)溶劑的供氫能力下降，氫分壓降低，反應(yīng)苛刻度反而降低，這不利于提高煤的液化轉(zhuǎn)化率和油收率。當(dāng)前在絕大部分煤直接液化反工藝中煤直接液化反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)平行串聯(lián)反應(yīng)體系，因而均有以上類似的問(wèn)題。

因此，目前亟需開(kāi)發(fā)煤直接液化新工藝，在設(shè)備投資增幅不大的情況下，達(dá)到有效降低氣產(chǎn)率和氫耗，提高煤的液化轉(zhuǎn)化率，實(shí)現(xiàn)增加油收率的目的，有利于提高資源利用率，增強(qiáng)煤直接液化經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種煤直接液化方法及煤直接液化裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的煤直接液化方法液化轉(zhuǎn)化率較低和氣產(chǎn)率較高，從而導(dǎo)致油收率較差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種煤直接液化方法，包括以下步驟：S1，使包括煤漿與氫氣的第一原料進(jìn)行第一次液化反應(yīng)，得到第一液化產(chǎn)物，并對(duì)第一液化產(chǎn)物進(jìn)行油氣分離，得到第一液相產(chǎn)物；S2，使包括第一液相產(chǎn)物、氫氣與溶劑的第二原料進(jìn)行第二次液化反應(yīng)，得到第二液化產(chǎn)物，并對(duì)第二液化產(chǎn)物進(jìn)行油氣分離，得到第二液相產(chǎn)物；S3，對(duì)部分第二液相產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾和催化加氫處理，得到煤液化產(chǎn)品；以及S4，重復(fù)執(zhí)行上述步驟S1至S3，且在重復(fù)執(zhí)行的過(guò)程中第一原料和/或第二原料還包括剩余部分第二液相產(chǎn)物。

進(jìn)一步地，剩余部分第二液相產(chǎn)物與第一原料的進(jìn)料量比0.1～1，剩余部分第二液相產(chǎn)物與第二原料的進(jìn)料量比0.1～1。

進(jìn)一步地，第一次液化反應(yīng)和/或第二次液化反應(yīng)的壓力各自獨(dú)立地為15～20MPa，反應(yīng)溫度各自獨(dú)立地為440～460℃，氫氣的體積與煤漿的重量之比各自獨(dú)立地為800～1200L/Kg。

進(jìn)一步地，煤漿包括煤粉和煤液化催化劑，優(yōu)選煤液化催化劑包括納米級(jí)水合氧化鐵、天然礦石、純態(tài)鐵的化合物和納米級(jí)硫化亞鐵中的任一種或多種，更優(yōu)選煤液化催化劑為納米級(jí)水合氧化鐵；優(yōu)選煤液化催化劑的用量占煤漿的0.5～1.5wt％。