[发明专利]从煤直接液化残渣中分离出的沥青类物质及其方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及煤直接液化残渣深加工技术领域，具体而言，涉及从煤直接液化残渣中分离出的沥青类物质及其方法和应用。

背景技术

随着国民经济的快速发展，现代化和社会发展进程不断加快，我国对石油产品的消费量不断增长，大大超过了同期原油生产的增长速度，导致我国石油进口量逐年俱增，且已经超过了自产量。而我国是个富煤贫油的国家，充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭直接液化等先进的清洁煤技术是减少对国外原油过度依赖，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，同时也是提高我们煤炭资源利用率，减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要举措。

煤炭直接液化是将煤通过高温、高压，在催化剂作用下加氢直接转化成清洁的运输燃料（石脑油、柴油等）或化工原料的一种先进的洁净煤技术。煤液化的过程一般是将煤预先粉至0.15mm以下的粒度，再与溶剂配成煤浆，并在一定温度（约450℃）和高压下加氢，使煤中的大分子裂解加氢成较小分子的过程。液化过程中除了得到需要的液化产品以外，还副产一些烃类分子、CO_X等气体、工艺水和固液分离过程产生的液化残留物（又称煤直接液化残渣）。液化残渣一般约占进煤量的30%左右。煤直接液化残渣的利用对液化过程的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。研究煤直接液化残渣的高效、可行的综合利用方法，提取出有价值的产品对提高直接液化过程的经济效益具有重要的现实意义。

煤直接液化残渣主要有无机质和有机质两部分组成，有机质包括液化重油、沥青类物质和未转化的煤，无机质（通常称为灰分）包括煤中的矿物质和外加的催化剂。有机质中的液化重油和沥青类物质约占残渣量的50%，未转化煤约占残渣量的30%，灰分占20%左右。因此，将液化残渣中约占50%的沥青类物质和重质油分离出来进行综合开发利用，从中提取或制备出更有价值的产品是可行的。

当今对煤直接液化残渣的利用主要是采用燃烧、焦化制油以及气化制氢等传统方法。将煤直接液化残渣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，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题。焦化制油虽然增加了煤液化工艺的液体油收率，但煤直接液化残渣并不能得到最合理的利用，半焦和焦炭的利用途径也不是十分明确。将煤直接液化残渣进行气化制氢是一种大规模利用的有效途径，但该方法未使煤直接液化残渣中的沥青类物质和重质油的高附加值的潜力得到充分利用和体现，并且煤直接液化残渣中的灰分高达20%以上，必将给气化炉的排渣带来很大影响。

专利CN101885976A公开了一种从煤直接液化残渣中提取沥青类物质和液化重油的方法，采用煤液化过程中自产的馏分油作为萃取溶剂，将沥青类物质和液化重质油一起萃取分离出来，再采用高温干馏的方法，将沥青类物质和液化重质油分开，得到沥青中间相，液化重质油适度加氢后返回煤液化单元。液化重质油主要是大于350℃的馏分组成，与沥青类物质结合力比较强，采用高温干馏分离时，会导致其结焦，而难于作为煤液化的循环溶剂使用。

专利CN101962560A、CN101962561A公开了一种利用两级萃取从煤直接液化残渣中提取液化重质油和沥青类物质的方法，该方法以煤液化过程自身产生的两个不同馏分段的油品为萃取溶剂，分别对液化残渣进行两级顺序萃取，得到液化重质油和沥青类物质。该方法虽然能得到液化重质油和沥青类物质，但是两级萃取加两次两级固液分离，其工艺流程复杂，原料萃取溶剂来源单一且价格较高，产品收率较低，成本较高，而且得到的沥青类物质软化点高，挥发分低，产品开发适用性不强，不适合作为活性炭和石墨电极成型粘结剂、防水卷材、防水涂料等的原料。

发明内容

本发明旨在提供一种从煤直接液化残渣中分离出的沥青类物质及其方法和应用，该沥青类物质的产品开发性较好。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从煤直接液化残渣中分离沥青类物质的方法，包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S2、将热溶萃取混合物进行一级固液分离，得到一级萃取液和一级萃余物；S3、将一级萃取液中的部分萃取液进行二级固液分离，得到二级萃取液和二级萃余物；以及S4、将一级萃取液中的剩余萃取液进行溶剂回收，得到第一沥青类物质；将二级萃取液进行溶剂回收，得到第二沥青类物质；其中，萃取溶剂为煤液化过程中产生的馏分油。

进一步地，煤液化过程中产生的馏分油的馏程为40℃～300℃，优选地，馏程为60℃～280℃。