[發明專利]一種無催化劑煤基重質組分提質方法

在審

• 申請號: 201910524583.0
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110218573A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 李文英;李旺;王偉;馮杰
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C10B55/00
• 分類號: C10B55/00
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 翟沖燕

本發明屬煤低溫熱解焦油技術領域，為解決目前催化加氫、催化裂化等重質油改質工藝中，條件限定高于400℃，對整個工藝是一個較大能耗、降低經濟性、提高技術難度的集中點，重質組分加氫改質條件苛刻，催化劑失活是催化加氫過程需要面臨的難題，提供一種無催化劑煤基重質組分提質方法。重質組分采用中低溫煤焦油350℃以上餾分，生物質采用100℃烘干12小時的40?60目松木屑；供氫溶劑為分析純四氫萘進行煤基重質組分提質。生物質松木屑添加之后，混合反應原料的重質組分的正己烷可溶物收率由66.63%升至75.46%，生物質松木屑的添加促進重質組分的輕質化過程，產品組分相對集中。反應溫度可降低至320℃，對實際應用有較強的促進意義。

技術領域

本發明屬于煤低溫熱解焦油技術領域，具體涉及一種無催化劑煤基重質組分提質方法。

背景技術

中國煤炭資源相對豐富，其中低階煤的儲量約占 55%。以煤熱解為基礎的煤炭分級轉化技術是實現低階煤清潔高效利用的重要途徑。然而，目前運行的熱解裝置所得焦油產率較低且其重質組分含量較高，較高的重質組分不僅使焦油品質變差難以加工利用，而且易冷凝堵塞設備，影響熱解系統的穩定運行。對于煤熱解工藝而言，研究中為實現焦油輕質化的有效途徑主要有兩種，一是引入富氫物質與煤共熱解，通過向煤熱解中間產物供氫影響揮發分的生成獲得更多輕質焦油；二是引入具有催化裂解能力的物質，催化裂解煤熱解產生的揮發分，通過調控二次反應提高焦油品質。生物質富氫且熱解生成的生物質半焦具有催化裂解煤熱解揮發分的作用。

但是，煤熱解產生的重質組分在整個熱解產物中占比較大，約占整個焦油組分產率的50%左右。隨著對輕質油品需求量的日益增大，重質組分的加工和利用的重要性越發得以體現。目前主要提質手段包括，首先對原料進行族組分分離，例如通過進一步蒸餾切割，獲得多個較窄餾分，然后逐餾分分別加工提質；或采用不同溶劑逐級萃取，獲得多種族組分，例如甲苯抽提等方法等。盡管采用不同族組分分離的方法可將原料更有針對性的提質，但是無疑此類原料處理方式均使加工提質工藝更復雜且流程長。尋找一種可以直接將重質組分提質的方法是目前的難點之一。

目前大多重油提質工藝均采用催化劑催化加氫，在可加氫和裂化的溫度窗口中加入催化劑以提高重質油輕質化程度，目前使用的催化劑主要是Fe、Ni、Mo等過渡金屬催化劑，但是催化劑的添加會增加重油加氫過程的造價，降低其經濟性。同時，因為重質組分本身元素中含有硫、氮等雜原子對于催化劑本身而言起負面作用，因此，催化劑失活也是催化加氫過程需要面臨的難題之一。

生物質屬于可再生資源，生物能源的利用方式一直以來受到廣泛研究。生物質本身具有較高的氧碳比和氫碳比，被認為是天然的酚類聚集體，同時擁有較多的堿金屬含量等。單獨生物質液化已經被諸多研究者深入研究，以期利用其碳質資源的屬性，通過加氫液化制得油品，但其含氧量較大被認為會影響油品品質；遂有研究者利用其化學組成中酚類聚集體，期望通過熱加工轉化過程制得單酚等化學品，以此實現生物質高附加值資源化利用；對于其富含K、Na等堿金屬成分，部分研究者期望通過將其添加進其他化石能源中，以充分利用其與化石能源的協同作用，包括了煤與生物質共氣化，煤與生物質共液化，煤與生物質共熱解以及生物質半焦催化裂解半焦等。化石能源添加生物質的資源化利用過程是一個實現兩者優勢互補的過程，這其中大部分的協同促進作用已被研究者證實。那么同理，在重質組分加氫轉化過程中，生物質木屑的添加亦會產生促進作用。

目前被廣泛研究的催化加氫、催化裂化等重質油改質工藝中，條件多高于400℃，較高的反應溫度則對整個工藝而言是一個較大能耗、降低經濟性、提高技術難度的集中點。

發明內容

本發明為了解決目前被廣泛研究的催化加氫、催化裂化等重質油改質工藝中，較高的反應溫度導致反應條件的苛刻性對整個工藝而言是一個較大能耗、降低經濟性、提高技術難度的集中點，重質組分加氫改質條件苛刻，催化劑失活也是催化加氫過程需要面臨的難題等問題，提供了一種無催化劑煤基重質組分提質方法。