[发明专利]一种用褐煤制取液体燃料的热溶催化方法及其使用的催化剂和溶剂

说明书

技术领域

本发明属于煤炭化学加工的技术领域，具体涉及一种用褐煤制取液体燃料的热溶催化方法及其使用的催化剂和溶剂。

背景技术

目前从煤炭中制取液体燃料的工艺方法，经国内外资料调研总结主要有以下三种：(1)煤炭的热解(低温、高温干馏)：该工艺的基本过程是将煤炭在热作用下分解及聚合，一般在常压及400℃以上进行，得到富含氢的煤气、低分子液体焦油以及焦炭。该工艺较为成熟，但其缺点是：有机质转化率低，加工过程污染大；(2)煤的间接液化法：该工艺的基本过程是将煤先气化成合成气(CO和H₂)，在铁剂、钴剂和钌剂的催化作用下，通过费托合成反应(Fischer-Tropsch Reaction)制得液体燃料。但该工艺的缺点是：过程复杂、投资大、成本高、技术要求高；(3)煤的高压加氢液化方法：该工艺的特点是在高压(10～30MPa)、高温(450～500℃)及催化剂的作用下，将煤的高分子化学结构破坏并加氢。但该工艺的缺点是：条件苛刻、对设备的要求高、投资大、成本高。此外还有一种利用助剂和促进剂对煤进行热溶制取柴油代用品的方法。该工艺过程简单，但油收率很低，其产品不能直接使用，必须与煤油或甲醇进行复配，故称代用柴油。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种用褐煤制取液体燃料的热溶催化方法。

本发明的第二个目的在于提供一种应用于上述热溶催化方法的催化剂。

本发明的第三个目的在于提供一种应用于上述热溶催化方法的循环溶剂。

为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：

一种用褐煤制取液体燃料的热溶催化方法，包括如下步骤：

1)将褐煤破碎干燥成煤粉；

2)将煤粉、溶剂和催化剂充分搅拌混合制成煤浆，其中：煤粉的质量百分比为30％～40％，溶剂的质量百分比为60％～70％，催化剂的添加量为相对于煤粉质量的0.5％～1％；

3)煤浆热溶催化反应生成热溶液化产物，其中：温度为390～450℃、压力为5.0～9.0MPa，反应时间为30～60分钟；

4)分离热溶液化产物，形成气、液、固三相产物；

5)对液体产物进行提质加工成液体燃料。

作为优选，可以通过将上述4)步得到的部分液体产物进行两段加氢得到的循环溶剂来替代2)步所述的溶剂。其中：一段加氢温度为280～350℃，二段加氢温度为310～390℃，压力为6～13MPa，氢油比为300～500[v/v]，空速为0.2～1.2h^-1。

作为优选，上述2)步中的催化剂可采用卤化物催化剂，或金属氧化物，或液体催化剂。该液体催化剂为由质量百分比为1％～2％的二聚酸尿素络合镧、0.5％～5％的乙二胺四乙酸络合铁、1％～2％的戊二酸尿素络合钴，0.5％～1.5％的异辛酸钼，1.5％～6.0％的环烷酸硼和余量为炼油厂催化裂化澄清油组成。

作为优选，上述2)步中的溶剂为蒽油，其馏程为200～380℃，氢含量≥5m％，碳含量≤91m％，残碳≤0.6m％。

为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：

一种催化剂，用于褐煤制取液体燃料的热溶催化方法中，由质量百分比为1％～2％的二聚酸尿素络合镧、0.5％～5％的乙二胺四乙酸络合铁、1％～2％的戊二酸尿素络合钴，0.5％～1.5％的异辛酸钼，1.5％～6.0％的环烷酸硼和余量为炼油厂催化裂化澄清油组成。

上述炼油厂催化裂化澄清油的性质如下：密度为927.0～968.0kg/m³、残碳为2％～3m％、闪点为160～190℃；族组成为：饱和烃35～59m％、芳香烃35％～57m％、胶质5％～7m％、沥青质0.5％～2.0m％。

为达到第三个目的，本发明采用如下技术方案：

一种溶剂，用于褐煤制取液体燃料的热溶催化方法中，由质量百分比为70～90％的芳烃和10～30％的脂肪烃、环烷烃及其衍生物组成，其中所述芳烃主要为2～4环的芳烃，含有10～30％的氢化不饱和芳烃。该氢化不饱和芳烃如四氢萘、二氢蒽和二氢菲等。

本发明所述的方法操作条件温和，能够使褐煤中的有机质转化率达到较高的水平，液体燃料产品经加工后可制备符合国家标准的发动机燃料；且制备设备简单、投资少、成本低，是一种适合我国国情的煤液化方法。

附图说明

图1是本发明所述方法的工艺流程图。

现结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

具体实施方式