[发明专利]一种煤炭液化方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭化学加工领域，具体涉及一种煤炭液化方法，特别是 一种包括溶剂热萃取预处理的煤炭液化方法。

背景技术

在我国丰富的煤炭资源中，褐煤和次烟煤等低阶煤所占的比例达到 40％以上。低阶煤的液化反应活性高，易于液化，被认为是煤直接液化的 理想原料。目前开发的煤炭直接液化工艺均是以固态煤粉为原料，以油煤 浆悬浮液的形式进料，在高温高压下直接与氢气进行液化反应转化成液体 油品的工艺技术，如H-Coal工艺、NEDOL工艺及神华煤液化工艺 (CN1587351A)等。然而，有些低阶煤中灰含量较高，煤中的灰分进入 液化系统后不仅会降低煤液化反应器的处理能力，还会带来诸如设备磨 损、堵塞等问题；灰分在分离过程中还将带走部分液化生成油，从而降低 了总液化油的收率。另外，对于传统的煤炭直接液化工艺来说，由于煤炭 中灰分的存在，使催化剂的回收比较困难。煤中的惰质组分在通常的液化 反应条件下难于液化，在液化过程中以惰性成分的形式存在，因此从经济 角度考，直接液化工艺应尽可能选择惰质组分含量低的煤种。适于直接液 化的低阶煤通常氧含量较高，大部分介于10～25％之间，较高的氧含量不 但增加了氢耗量，导致制氢装置规模庞大，而且液化的水产率较高，使液 化油产率相对偏低。

如何降低低阶煤的灰含量，提高其利用效率成为人们研究的热点。有 研究者利用酸碱水热处理的方法实现脱灰的目标(WO2004039927和 CN1708574A)，但该方法很难将煤中的灰分降低到1％以下，更重要的是 酸碱处理过程中所使用的强酸、强碱会造成设备的严重腐蚀，造成处理成 本比较昂贵。与酸/碱脱灰方法不同，煤的溶剂热萃取是将煤在有机溶剂和 加热(＞300℃)的作用下，使煤分子之间的交联键发生断裂，溶解在热 有机溶剂中，经固液热分离得到有机萃取物的一种方法。在热萃取过程中， 只有煤中活性较高的有机质被萃取出来，灰分和惰质组分被保留在萃取残 渣中。此外，在热的作用下，煤中的活性氧官能团将发生分解，具有一定 的脱氧作用。因此，煤的溶剂热萃取具有脱灰、脱惰质组分、脱氧的特点， 与目前传统的煤炭直接液化结合起来形成一种新的煤炭液化工艺，将降低 灰分和惰质组分对煤液化工艺的影响，减少液化过程的氢耗量和水产率， 提高液化油收率，提高煤液化处理装置的生产能力，有利于实现催化剂的 回收再利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、高效率、适用范围广的新型煤炭 液化方法，其中在煤炭直接液化前先用有机溶剂进行热萃取处理，脱氧脱 灰的同时也脱除了煤中难以液化的惰质组分，得到热萃取超纯煤(超纯煤 浆)，再进入煤液化单元进行加氢液化反应。

用于实现本发明上述目的的技术方案如下：

一种煤炭液化方法，该方法包括以下步骤：

(1)对原料煤炭进行溶剂热萃取预处理；

(2)进行热态固液分离；

(3)浓缩液体部分得到超纯煤浆液；或者对液体部分进行反萃取制 得固体超纯煤，再与热萃取溶剂混合制得超纯煤浆液；

(4)将超纯煤浆液进行液化反应得到煤液化油产品，

其中所述热萃取溶剂为煤液化油经加氢处理得到的液态产物，例如煤 液化轻油、煤液化中油和/或煤液化重油经加氢处理得到的液态产物；煤液 化加氢循环溶剂；或者它们的混合物。

在上述方法中，煤液化加氢循环溶剂是由煤直接液化过程中产生的减 压馏分油的混合油经加氢处理得到的，馏程为196～456℃，溶剂的芳碳率 为0.39～0.41。加氢处理的条件可以是温度为280～360℃；压力为6～10Mpa； 反应空速为0.5～1.5；气液比为400～800立方米/吨。

在上述方法中，原料煤炭可以为低阶煤，例如褐煤、次烟煤或它们的 混合物。具体来说，原料煤炭的粒度为80～200目，含水量低于煤炭重量 的3％。原料煤炭与热萃取溶剂之间的重量比可以为10～40∶60～90。热萃 取预处理是在非氧气氛下进行的，例如是在氮气、氢气或氦气中进行的。 热萃取预处理包括在高压釜反应器中进行充分搅拌，搅拌的速度优选为 100～450转/分。优选地，热萃取的温度为300～400℃，压力为0.5～1.5MPa， 时间为30～180分钟。