[发明专利]煤液化方法及其专用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及煤液化及其专利催化剂技术领域，是一种煤液化方法及其专用催化剂和专用催化剂的制备方法。

背景技术

为应对石油危机，煤直接液化技术一直是备受关注的重要举措之一。

新疆煤炭资源十分丰富，其预测储量达到2.19万亿吨，超过全国总量的40%。中国新疆准东煤田的将军庙矿区煤和黑山煤具有煤层层数多、厚度大、埋藏浅、灰分低、水分低等特点，属于年轻的长烟煤。根据文献，当其含碳(77～85)%，挥发分超过37%，灰分小于10%，H/C比为0.71～0.75时，该煤易于液化。表1给出了将军庙煤的相关参数。显然与上述条件接近，具有“四高三低”特点，即高挥发分、高镜质组、高硫、高氢碳比，低惰质组、低灰分、低水分。另外，根据其不饱和度δ=8.72，还原参数B=15.36，按照俄罗斯国家科学院莫斯科化石燃料研究所研究员A.M.Gyulmaliev和G.S.Golovin博士提出的判别模型，该煤适合于作为合成液体燃料用煤。详见表1煤样分析和表2煤样岩相分析。

郭万喜等公开的不同煤种配煤直接液化实验研究（煤化工，2004年，111(2)：10至15）用分析纯三氧化二铁作催化剂，单质S作助催化剂，对高镜质组天祝煤和大有煤进行液化，其研究结果表明：在液化反应中，所加入的三氧化二铁和S反应生成了高阳离子缺损的多硫化铁Fe _(1-X) S活性物质，其金属缺位不仅诱导H ₂ S形成活性氢，而且也诱导煤中的一些桥键断裂，发生裂解加氢反应；煤本身所含的FeS ₂ ，较之Fe _(1-X) S对高键能桥键的催化裂解作用更强。原因是煤本身所含的FeS ₂ 一则对H ₂ 分子的H-H共价键的活性分离作用强，二则它能够直接攻击煤中的高键能桥键，使其裂解、加氢。这样，就加速了中间高分子产物向油的转化。

朱晓苏等公开的高分散度固体酸催化剂的液化试验研究（煤炭转化，2001年，24(3)：51至61）用合成法制备的高分散度三氧化二铁催化剂进行煤液化实验，与普通三氧化二铁相比较，其实验结果是油收率和转化率仅略有提高，而沥青烯率稍有降低。其主要原因：(1)尽管高分散度三氧化二铁催化剂比表面积大，吸附能力强，但易团聚，由此降低了催化剂效率；(2)在中间产物沥青烯转变为液化油时，催化剂的作用可分为三个方面，即一则加速形成活性氢，二则其表面产生化学吸附，三则提供酸性活性中心。然而，无论是高分散度的三氧化二铁，还是三氧化二铁都仅具备前两方面的作用，而不能提供酸性活性中心。故此，中间产物沥青烯率仍然很高。

 Shinichi Yokoyama等公开了用三种分析纯的硫化物FeS ₂ 、(NH ₄ ) ₂ SO ₄ 和Fe ₂ O ₃ /(SO ₄ ) ^2- 对烟煤和褐煤液化研究发现，当用四氢萘作供氢溶剂时，对于煤的加氢裂化，其活性高低依次为Fe ₂ O ₃ /(SO ₄ ) ^2- ＞FeS ₂ ＞(NH ₄ ) ₂ SO ₄ (fuel，1991，70(2)：163至168)。