[发明专利]一种煤直接液化方法及系统

权利要求书

1.一种煤直接液化方法，其特征在于，包括以下步骤：煤浆制备、液化反应、煤液化产物气液分离、蒸馏分离、粗油加氢预处理、加氢预处理产物气液分离和产品分馏；

所述煤浆制备，是将原料煤破碎为干煤粉，然后将干煤粉与催化剂、助催化剂、循环溶剂或外加溶剂混合配制成煤浆；

所述液化反应，是将所述煤浆与氢气混合然后预热，随后依次通入串联的第一液化反应器和第二液化反应器进行液化反应；在第二液化反应器出口获得液化反应产物，其中一部分液化反应产物经过循环泵输送回第一液化反应器的入口循环使用；

所述煤液化产物气液分离，是对第二液化反应器出口的另一部分液化反应产物进行气液分离，得到气相部分和液相部分；

所述蒸馏分离，是将煤液化产物气液分离得到的液相部分进行蒸馏，得到液化粗油和残渣；

所述粗油加氢预处理，是对液化粗油进行加氢精制，脱除硫、氮、氧杂原子、使烯烃饱和及多环芳烃部分饱和，得到粗油加氢预处理产物；

所述加氢预处理产物气液分离，是对粗油加氢预处理产物进行气液分离，得到气相物料和液相物料；

所述产品分馏，是将所述加氢预处理产物气液分离得到的液相物料进行分离，得到轻质油和重质油，其中重质油作为煤液化过程煤浆制备的循环溶剂，轻质油作为煤液化单元的产品油。

2.根据权利要求1所述的煤直接液化方法，其特征在于，所述催化剂为贵金属催化剂、金属卤化物催化剂、铁系催化剂或铁系、贵金属复合型催化剂；所述助催化剂为硫化剂；催化剂添加量为干煤粉重量的0.5-5%，所述助催化剂中含有的硫与催化剂有效成分的摩尔比为0.5-3；煤浆固体浓度为20-55wt％；所述循环溶剂或外加溶剂是含2-4环的芳烃和氢化芳烃类化合物或油品，馏程为220-650℃。

3.根据权利要求2所述的煤直接液化方法，其特征在于，

所述贵金属催化剂为钴、钼、镍；

所述金属卤化物催化剂为ZnCl₂、SnCl₂；

所述铁系催化剂为含铁的天然矿石、含铁的工业废渣或纯态铁的化合物；

所述铁系、贵金属复合型催化剂为含铁和镍、钨、钼或钴中的两种或两种以上的天然矿石、人工复合物或人工复配物。

4.根据权利要求2所述的煤直接液化方法，其特征在于，所述铁系催化剂或铁系、贵金属复合型催化剂为超细高分散催化剂。

5.根据权利要求1至5任一项所述的煤直接液化方法，其特征在于，

所述液化反应中，第一液化反应器和第二液化反应器是没有内构件的鼓泡床反应器、浆态床反应器或带有导流筒的环流反应器；液化反应的反应温度为400-480℃，反应压力为10-30MPa；气液比为600-2000NL/kg；煤浆空速为0.5-4.5h^-1；

从第二液化反应器出口返回第一液化反应器的一部分液化反应产物与煤浆的重量流量比为0.5-8。

6.根据权利要求5所述的煤直接液化方法，其特征在于，从第二液化反应器出口返回第一液化反应器的一部分液化反应产物与煤浆的重量流量比为1-3。

7.根据权利要求1至4任一项所述的煤直接液化方法，其特征在于，

所述步骤粗油加氢预处理中的粗油加氢预处理反应器为固定床反应器或沸腾床反应器；加氢催化剂为负载型催化剂，其载体为氧化铝、氧化硅、氧化镁和粘土中的一种或几种的组合，其活性金属组分为Mo、W、Fe、Ni和Co中的一种或多种；反应温度为300-440℃；反应压力为5-25MPa；气液比为400-2000；空速为0.5-5h^-1。

8.根据权利要求7所述的煤直接液化方法，其特征在于，所述步骤粗油加氢预处理中反应温度为340-390℃；反应压力为10-17Mpa；气液比为800-1500；空速为0.5-2.5h^-1。

9.一种煤直接液化系统，其特征在于，所述系统包括：

煤浆制备装置、第一液化反应器、第二液化反应器、煤液化产物气液分离单元、蒸馏单元、粗油加氢预处理反应器、加氢预处理产物气液分离单元、分馏塔；

所述煤浆制备装置，用于将破碎干燥成煤粉的原料煤和催化剂、助催化剂、循环溶剂混合配制成煤浆；

所述第一液化反应器及所述第二液化反应器为鼓泡床反应器、浆态床反应器或环流反应器；

所述第二液化反应器出口分别与所述第一液化反应器入口及所述煤液化产物气液分离单元入口连通；

所述煤液化产物气液分离单元，用于将第二液化反应器出口的液化反应产物分离为气相部分和液相部分；

所述蒸馏单元，用于蒸馏通过所述煤液化产物气液分离单元分离得到的液相部分，得到液化粗油和残渣；

所述粗油加氢预处理反应器是固定床反应器或沸腾床反应器，用于对通过所述蒸馏单元得到的液化粗油进行烯烃饱和、及多环芳烃部分饱和反应、脱除硫、氮、氧杂原子，得到粗油加氢预处理产物；

所述加氢预处理产物气液分离单元，用于对粗油加氢预处理产物进行气液分离，得到气相物料和液相物料；

所述分馏塔，用于对加氢预处理产物气液分离单元分离得到的液相物料进行蒸馏分离，分离出轻质油和重质油，其中重质油作为煤液化过程煤浆制备的循环溶剂，轻质油作为煤液化单元的产品油。