[发明专利]一种煤直接加氢液化方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种煤直接加氢液化方法。

背景技术

随着世界石油资源的日益短缺和原油价格的居高不下，如何将储量丰富而且价格低廉的煤炭资源转化成液体产品替代石油成为煤炭资源清洁利用的一个重要发展方向。目前用煤制取液体燃料主要有两个途径：煤直接液化和间接液化。直接液化工艺是在一定温度(400-500℃)和压力(15-30MPa)条件下将煤、溶剂与催化剂的混合物与氢气反应而生成液体产物，所用的催化剂有钴、钼、钨、锡、铁及铅等的氧化物或卤化物。煤直接液化工艺主要有美国H-coal工艺、日本NEDOL工艺、德国IGOR工艺和我国的神华工艺等。

煤直接液化需要在有氢气存在的条件下进行，使煤中的有机高分子结构转化为较低分子的液态燃料，这个反应需要高压和高温，不论上述哪种工艺的反应条件和工艺都是非常苛刻的。一个年产100万吨/年油品的煤直接液化生产线中，特大型加氢反应器的内径为4800mm，壁厚为340mm，高为44m，应用新型抗氢耐热2.25CrMoV钢。煤液化加氢反应器的单台质量为2250t，是世界上最大的反应器之一，该反应器除要解决钢材冶炼、锻造、热处理和组装焊接外，由于铁路、公路运输的限制，必须现场制造，制造难度和成本增大。

CN1869159A公开了一种煤直接液化方法，该方法包括以下步骤：(1)预处理后的煤粉与加氢循环溶剂和铁系催化剂一起制备成可泵送的煤浆，与新鲜氢和/或循环氢混合、经预热后依次经过串联的第一反应器和第二反应器进行反应；(2)由第二反应器导出的反应产物送入高温分离器进行分离，高温分离器下部排出的物料一部分通过减压阀排出，其余部分返回第一反应器反应原料入口循环使用，其中，循环物料与新鲜原料的重量流量之比为2-20。该方法可简化煤液化加氢过程，并降低氢耗和气产率，然而该方法仍不可避免地要使用高温高压反应器。

CN1935943A公开了一种煤加氢反应装置及其工业应用，所述煤加氢反应装置由气流床和鼓泡床以及煤浆循环泵和换热器组成，气流床及鼓泡床共含于同一圆筒形内衬耐火材料的壳体中，气流床在上，鼓泡床在下。由气流床和鼓泡床组成的复合床反应器使H2传质表面积增加，加快了氢气的反应速率，提高煤浆转化率。煤浆可多次进入反应器，能够防止沉淀发生，通过喷嘴自身的交叉射流和对置敷设喷嘴而形成的撞击流能很好的实现浆体雾化和雾滴与H₂的混合。然而，对于年产500万吨油品的上述反应装置，反应器内直径为6500mm，气流床高48m，鼓泡床高40m，共计总高98m。

由此可见，上述现有的煤直接液化技术均使用了大型高温高压反应器，反应器壁厚大、吨位重、制造难度大，提高煤直接液化的成本。此外，为改善反应物料的三相传质过程，均使用高温高压多相循环泵，将反应物料进行循环。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的煤直接加氢液化方法均需使用高温高压多相循环泵和大型高温高压反应器，反应器壁厚大、吨位重、制造难度大，导致煤直接液化的成本高的缺点，提供一种无需使用上述高温高压多相循环泵和大型高温高压反应器，从而成本大大降低的煤直接加氢液化方法。

本发明提供了一种煤直接加氢液化方法，其中，该方法包括在煤的直接加氢液化反应条件下，使含有煤、催化剂和溶剂的原料混合物在管式反应器中与氢气接触，得到含有液体烃油的液化产物，其中所述氢气从所述管式反应器的至少两个位置加入所述管式反应器中。

与现有技术相比，本发明的煤加氢液化方法具有以下优点；

(1)将现有技术煤加氢直接液化中使用的高温高压加氢釜式反应器由反应器直径小、制造安装简单的管式反应器代替，可以使原料混合物在管式反应器中呈活塞流，由此可以改善氢气、溶剂及煤和催化剂的三相传质速率，提高加氢反应速率、缩短反应时间以及减少目标产品的二次分解和大分子有机化合物的缩合结焦反应，避免了大型高温高压反应设备的制造和大型高温高压多相循环泵的使用，可大幅降低煤加氢直接液化的投资成本；

(2)通过采用多次注入氢气的方式，减少了反应过程中的氢气过剩量，提高了氢气和反应器的利用率。

总之，本发明提供的煤直接加氢液化方法可使煤直接加氢液化效率和煤的转化率以及烃油的收率均得以大大提高，从而降低煤液化成本，改善煤液化的技术经济性。

附图说明

图1是本发明提供的煤直接加氢液化方法的工艺流程示意图。

具体实施方式