[发明专利]煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种通过煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类 铺路材料的方法。

背景技术

液体燃料是目前世界上最重要的能源材料，是当今社会的必须品， 社会文明的保障。液体燃料主要来源于从地下开采出来的石油。石油 在地球上的分布并不均匀，中国为贫油国。

沥青是铺路常用的结合料，其目的是将石料粘结在一起。路用沥 青主要来源于石油。沥青作为胶结材料，要经受高温、低温、大气降 水等气候因素和重荷载的作用，要求具有足够的粘结性、耐久性和高 温不流淌、低温不脆裂的特点。特殊路面(高等级道路、大桥桥面、 机场跑道等重交通道路以及温差相差较大的恶劣气候路段)需使用高 性能改性沥青。特立尼达湖沥青，是用于沥青改性的一种优质改性剂。 但由于其来源于特定沥青湖，进口价格高于优质重交沥青。

利用现有技术可从煤制得液体燃料(如煤直接和间接液化、煤干 馏等)，也可从煤制得路用沥青和性能与特立尼达湖沥青类似的改性 剂(中国发明专利ZL99107872.1和ZL02158702.7)。

煤直接液化技术是将煤在高温、高氢气压力条件下转变成液体燃 料(以下简称为油)的过程。为了获得较高的油产率，提高氢气利用 率，除了较高的温度和氢气压力外，还需使用预加氢的循环溶剂、价 格昂贵的催化剂、多段操作模式。造成了煤直接液化的一次投资高、 操作费用高的问题。

煤油共处理制油技术是基于常规煤直接液化技术发展的一煤制 油技术。将煤与石油渣油共处理，生产油。如果所用渣油具有良好的 供氢能力，在液化温度下煤与渣油有良好的协同效应，煤油共处理制 油技术在一定程度上优于常规煤直接液化技术。但是如果所用渣油不 具有良好的供氢能力，不仅不能提高油产率，还会降低油产率(中国 矿业大学学报，2003，Vol.32，No.1，48-52)。

但无论如何，追求高的油收率必定以苛刻条件(430-470℃、15-30 MPa)为代价。即便如此，目前优化工艺的产物分布范围是(以干燥 无灰基进料原煤计)：油产率55％左右，水产率10％左右，残渣产率 30％左右，气产率10％左右。

煤的H/C原子比约为0.2-1，油的H/C原子比约为1.6-2.0。这是 由煤的缩合芳烃结构和石油的烷烃结构所决定的。将煤的缩合芳烃结 构转变成烷烃或环烷烃结构必然需要苛刻的反应条件。

来源于中间基和环烷基的石油渣油可简单处理用于铺路，但来源 于石蜡基原油的渣油需特殊工艺处理才可用于铺路。主要是化学结构 上的差异所致。铺路所用沥青，其化学结构需包含一定的芳烃和氢化 芳烃结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种在温和条件下共处理煤和重油，同时生 产液体燃料和沥青类铺路材料的方法。

本方法将“富芳构贫氢”的煤和“贫芳构富氢”的重油有机结合， 将煤部分液化。通过调节共处理过程条件，使共处理过程产生的油和 渣共为目的产物，可大大降低煤直接液化过程的苛刻度，同时也将降 低气产率和氢耗。从一次投资、操作费用和产品利用三个方面提高煤 直接液化经济性。

本发明包括如下步骤：

(1)煤粉、催化剂与重油混合制浆；

(2)油煤浆预热后，进入反应器进行反应；

(3)反应产物进行分离，分离出气态物质，轻质油和水，重质混合 物，分离出的气态物质通过变压吸附提氢，提纯的氢气返回到反 应器中循环使用，其余气体经净化后用作燃料；分离出的轻质油 和水进行油水分离，得到轻质油和水；

(4)重质混合物进入蒸馏塔，经蒸馏分离得到粗油和塔底产物；

(5)将粗油和轻质油混合，经提质加工可得汽油、煤油、柴油、燃 料油等液体燃料；

(6)塔底产物经处理，得沥青类铺路材料。

如上所述的煤为烟煤、褐煤。重油为常/减压渣油、催化裂化油 浆、煤液化重油。

如上所述催化剂为煤直接液化常用催化剂，有廉价可弃性催化剂 如赤泥、天然黄铁矿、冶金飞灰、高铁煤矸石或FeSO₄等，Mo基加氢 催化剂，如钼灰MoO₃或硫化钼等，Ni-Mo基加氢催化剂，如Ni-Mo/ Al₂O₃)，超细高分散铁系催化剂。

如上所述超细高分散铁系催化剂是由如下制备方法制备的：

方法一：