[发明专利]一种用于从煤直接液化残渣中分离沥青烯、前沥青烯和/或重质油的离子液复合萃取剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从煤直接液化残渣中分离沥青烯、前沥青烯和/或重质油的离子液复合萃取剂，以及利用该离子液复合萃取剂从煤直接液化残渣中分离沥青烯、前沥青烯和/或重质油的方法。 

背景技术

煤直接液化工艺是在高温高压条件下，在催化剂作用下，通过加氢反应，将煤转化为液体燃料或化工原料的煤的先进和洁净技术。通过煤直接液化工艺，可以生产汽油、柴油、航空煤油、石脑油等油品，同时还可提取苯、甲苯、和二甲苯(统称为BTX)，以及乙烯、丙烯等重要烯烃的生产原料。作为生产石油替代品的有效技术，煤直接液化工艺对解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展具有重大战略意义和现实意义。 

在煤直接液化工艺过程中，除了得到液体产品外，还产生约占原煤总量20-30％的固体残渣。有效利用这些液化残渣，对煤直接液化工艺的资源利用率和经济性有着不可低估的影响。煤直接液化残渣是一种高碳、高灰和高硫的物质，煤中未转化的有机质、无机矿物质以及外加的催化剂构成了煤直接液化残渣的主体。多年来，国内外都在不断探索利用煤直接液化残渣的方法，目前，利用煤直接液化残渣的方法主要包括：将液化残渣气化制备合成气；将液化残渣进行干馏获得重质油、可蒸馏油以及焦炭；将液化残渣作为道路沥青改性剂；将液化残渣作为固体燃料直接燃烧；制备纳米碳管；制备中间相沥青、进而生产碳纤维材料等。 

通常，煤直接液化残渣外观是沥青状的固体，温度升到190℃左右的软化点以上就能流动，其灰分含量在20％左右，发热量在25MJ/kg以上，所 以它还是优质的载能物质，但因其具有一些特殊的组分，利用这些特殊组分开发或分离出高附加值的产物是煤直接液化残渣研究和利用最重要的方向之一。 

近年来，从煤直接液化残渣中分离沥青烯和前沥青烯，改性后制备中间相沥青，进而生产碳纤维，是煤直接液化残渣利用的一个研究热点，其中采用萃取的方法从煤直接液化残渣中分离沥青烯和前沥青烯，因此萃取剂的选择至关重要。 

US2008/0072476公开了一种掺有醇、汽油或其它燃料的煤液化燃料，其中，煤液化燃料是通过对煤焦油进行加氢蒸馏或通过对煤直接液化进行溶剂萃取而获得的，所采用的萃取溶剂包括芳香族重油、经石油炼制获取的倾析油、或含有如萘或三环芳香族分子的化合物的其它油。 

US2008/0017549公开了一种经萃取由煤制备合成沥青的方法，萃取溶剂选自煤焦油蒸馏液、石油蒸馏液、石油催化裂解产物、气化沥青蒸馏液、循环烃热解产物、和页岩油或沥青砂蒸馏所获得的芳香族油品。 

CN101885976公开了一种经萃取从煤直接液化残渣中提取重质油和中间相沥青的方法，其中，萃取剂为煤直接液化过程中产生的液化油品；CN101580729A公开了一种利用有机溶剂萃取煤液化残渣中的沥青烯，进而改性生产中间相沥青的方法，其中有机萃取溶剂包括N，N-二甲基乙酰胺、糠醛、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮、二硫化碳、喹啉、吡啶中的一种或几种；CN1948148A公开了一种采用甲苯和四氢呋喃作为萃取剂萃取沥青烯和前沥青烯、以及碳化制备纳米碳管的方法；CN1629257A公开了采用吡啶类和喹啉类离子液溶剂溶解原油开采中产生的沥青质沉积物、清除该沥青质沉积物、再进行离子液溶剂再生的方法。 

上述文献在此全文引入以作参考。 

上述传统萃取剂因萃取条件苛刻难以高效、快速地分离煤直接液化残渣中的沥青烯和前沥青烯，致使煤直接液化残渣中的沥青烯和前沥青烯分离效率和分离时间都难以满足实用和工业化的要求，同时传统萃取溶剂易挥发、甚至有毒，其对操作人员和环境都不友好。因此需要寻找一种可高效、快速地分离煤直接液化残渣中的沥青烯和前沥青烯、和对环境友好、 并使之达到实用和工业化要求的新型萃取剂。 

离子液作为一种新型的“绿色溶剂”，具有传统溶剂不可比拟的性能，如熔点低、液态范围较宽、溶解能力很强、几乎没有蒸汽压、挥发性小、热稳定性和化学稳定性较好、可循环使用等，已得到世界各国化学工作者的广泛认可，并在电化学、催化和分离中取得了很重要的应用，尤其在分离纤维素上取得了较大的进展。目前尝试利用离子液和有机溶剂的混合物作为复合萃取剂分离煤直接液化残渣中的沥青烯和前沥青烯的工作尚无文献报道。