[发明专利]煤直接液化残渣的萃取方法以及萃取物的应用

说明书

技术领域

本发明涉及煤深度加工领域，特别是涉及煤直接液化残渣的萃取方法以及萃取物的应用。

背景技术

煤炭直接液化是将煤通过高温、高压，在催化剂的作用下加氢直接转化成清洁的运输液体燃料(石脑油、柴油等)或化工原料的一种先进洁净煤技术，是缓解我国石油资源短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一。煤直接液化过程的主要目标产品是液化油品，并副产一些烃类气体、COx等气体、工艺水以及固液分离过程产生的液化残留物(又称煤液化残渣)。液化残渣一般约占进煤量的30％左右。如何利用这部分煤液化残渣提取出有价值的产品，对液化过程效率和整个液化厂的经济性和环境保护等均有不可低估的影响。

煤直接液化残渣主要由无机质和有机质两部分组成，其中的有机质包括重质液化油、沥青类物质和未转化煤；无机类物质包括煤中矿物质和外加的催化剂。有机类物质中的重质液化油、沥青类物质含量约占残渣量的50％左右，未转化煤约占30％左右，灰分约占20％左右。因此，将残渣中50％左右的沥青和重质油分离出来进行综合加工利用，从中提取或制备出更有价值的产品具有可行性。

如何有效的利用煤液化残渣，使其产生更大的经济效益，一直是煤直接液化领域的一个富有挑战性的课题。当今对煤液化残渣的利用主要有燃烧、焦化制油、气化制氢等传统方法。作为燃料直接在锅炉或窑炉中燃烧，无疑将影响煤液化的经济性，造成资源的巨大浪费，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题。焦化制油是将液化残渣中的沥青烯转化为重质油和可蒸馏油，虽然增加了煤液化工艺的液体油收率，但液化残渣并不能得到最合理的利用，焦化过程得到半焦由于硫含量高和灰含量高，其利用途径也不十分明确。将液化残渣进行气化制氢的方法是一种有效的大规模利用的途径，但对残渣中的沥青类物质和重质油的高附加值利用潜力未得到体现，而且残渣中灰分高达20％以上，这必将给气化炉的排渣带来很大影响。

中国专利ZL200510047800.X公开了一种以煤炭直接液化残渣为原料等离子体制备纳米炭材料的方法。中国专利ZL200610012547.9公开了一种将煤液化残渣作为道路沥青改性剂的方法。中国专利ZL200910087907.5公开了一种利用煤直接液化残渣制备沥青基碳纤维的方法。中国ZL200910086158.4公开了一种以煤液化残渣制备中间相沥青的方法。这些方法均是以煤液化残渣中的沥青类物质为原料，没有涉及到残渣中的重质液化油的利用，而且残渣中沥青类物质的抽提均是以价格昂贵的纯化学试剂为溶剂，成本相对比较高。

日本专利JP 59084977公开了一种提取液化残渣中有机质的方法，将抽提得到的有机质(包括重质液化油和沥青烯)全部进行二次加氢裂解，得到轻质石脑油，从而提高总体液化油的收率，但存在着由于抽提物中沥青类物质的存在致使二次加氢催化剂非常容易积炭失活的问题。JP 1304182公开了一种从直接液化残渣中分离出重质液化油和沥青类物质的方法，该方法将分离的重质液化油进行二次加氢裂解得到轻质液化油，而沥青类物质进入煤炭液化单元进行再液化反应。一方面，由于重质油品的馏份比较重，芳烃含量比较高，二次加氢裂解制轻质燃料时反应比较剧烈，不仅要求进行深度加氢，导致增加了氢耗量，而且容易造成催化剂因结焦而失活，从而对加氢裂解催化剂的性能提出了很高的要求，要求加氢裂解催化剂具有较强的活性、比较强的抗积炭能力。另一方面，分离出来的沥青类物质进行再液化时，其再液化效果并不好，而且还会造成在液化反应器中沉积、结焦等不良效果，因此该方法并不能实现沥青烯类物质的合理高效利用。