[发明专利]煤焦油与煤共反应制备液体燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤焦油与煤共反应制备液体燃料的方法，属于煤化工领域。

背景技术

液体燃料在各种能源中占有十分重要的地位。各种汽车、船舶、飞机、工程机械等运输工具都大量使用液体燃料。液体燃料主要来源于从地下开采出来的石油。而我国是一个煤炭储量丰富而石油相对贫乏的国家。利用我国丰富的煤炭资源，实施“以煤代油”和“以煤造油”是优化终端能源、实现石油供应多元化和保证能源安全的重大决策。煤液化技术是将煤中的有机质转化为液态产物的过程，其目的是获得碳氢化合物，以替代石油及其制品生产发动机用液体燃料。因此，煤液化技术作为一种煤制油技术，它的研究、开发具有重要意义。

煤液化包括煤直接液化和煤间接液化，其中煤直接液化技术是指在高温、高氢气压力条件下，通过加氢使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为较低分子的液体燃料的过程。煤直接液化技术中，为了获得较高的液体燃料产率，提高氢气利用率，除了较高的温度和氢气压力外，还需要使用预加氢的循环溶剂和价格昂贵的催化剂，造成了煤直接液化技术一次投资高、操作费用高的问题。

煤油共炼制油技术是基于石油工业重油加氢裂化工艺发展形成的一种煤制油技术，主要是将石油中的重油、渣油产品作为溶剂，配入煤粉形成油煤浆通过高温高压加氢而生产液体燃料油。由于煤具有“富芳构贫氢”的特点，而重油或渣油具有“贫芳构富氢”的特点，将煤与重油或渣油共炼时，可通过调节共处理过程条件，大大降低煤直接液化过程中存在的的投资高和操作费用高的问题，降低其制油过程的苛刻度。

诸如，中国专利文献CN101649220A公开了一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方法，包括如下步骤：（1）煤粉、催化剂与重油混合制浆；（2）油煤浆预热后，进入反应器进行反应；（3）反应产物进行分离，分离出气态物质、轻质油、水和重质混合物，分离出的气态物质通过变压吸附提氢，提纯的氢气返回到反应器中循环使用，其余气体经净化后用作燃料；分离出的轻质油和水进行油水分离，得到轻质油和水；（4）重质混合物进入蒸馏塔，经蒸馏分离得到粗油和塔底产物；（5）将粗油和轻质油混合，经提质加工可得汽油、煤油、柴油、燃料油等液体燃料；（6）塔底产物经处理，得沥青类铺路材料。上述技术通过将“富芳构贫氢”的煤和“贫芳构富氢”的重油以及催化剂有机结合，通过调节共处理过程，在大大降低了煤直接液化过程的苛刻度的条件下，制备得到液体燃料和沥青类铺路材料，在一定程度上提高了煤直接液化的经济性。

美国专利文献US4853111也公开了一种两段式煤、油共处理工艺，该工艺是将重油和煤制成浆液，进料中煤和重油的质量比为1：2～11：9，升压后与氢气一起预热，在435～445。C、15～20MPa条件下，进入一段沸腾床反应器，在Co、Mo／A1203催化剂作用下，进行加氢裂化反应，反应后的产物进入第二段沸腾床反应器，在Ni、Mo／A1₂0₃催化剂作用下深度加氢，脱除硫、氮、氧和重金属(Ni、V)等，产物经分离器分离出气体，并回收其中的氨和硫，氢气循环使用；液体产物经常压蒸馏以及减压蒸馏得到目的产品。该工艺具有过程简单，技术可靠，原料适应范围广，油收率高，重油脱金属率高等特点；该技术由于没有脱灰工段，所以其耗氢量少，氢利用率高。

在上述煤油共炼技术中，均采用重油与煤共炼制备液体燃料，而经发明人研究发现，由于重油中芳烃含量较低，其再与芳烃含量高的煤粉混合加氢时，虽然在一定程度上提高了煤粉的加氢反应效果，但是重油本身的加氢反而降低，这样导致煤粉与重油共炼时综合反应的结果却使得液体燃料的总收率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有技术中由于煤粉与重油共炼时存在液体燃料的总收率降低的问题，进而提供一种能够提高液体燃料总收率的煤焦油与煤共反应的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种煤焦油与煤共反应制备液体燃料的方法，包括如下步骤：

（1）将煤粉、煤焦油、加氢催化剂混合得到油煤浆；

（2）将上述油煤浆预热至350～410℃后，依次进行一级加氢和二级加氢反应；

（3）经二级加氢反应后的产物进行一级气液分离，得到气相物质和液相物质，所述气相物质再经二级气液分离得到氢气和轻质油；所述至少一部分液相物质经减压蒸馏得到重油和液化残渣；

（4）将所述步骤（3）中的所述重油和所述轻质油混合后再经加氢反应，制备得到液体燃料。