[发明专利]一种提高低阶煤热解煤焦油产率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工中低阶煤热解的生产技术领域，具体涉及一种提高低阶煤热解煤焦油产率的方法。

背景技术

我国煤炭资源储量丰富，低阶煤贮量约占煤炭总储量的53.2%，其清洁利用对我国煤炭资源可持续发展具有重要的现实意义。对低阶煤的开发利用, 应着力在节省投资、提高产品附加值和降低环境污染等方面依循环经济目标实现低阶煤的洁净利用。低阶煤的热解不仅能够得到高附加值的煤焦油，还能得到用于高炉喷吹、气化、铁合金等行业的半焦产品。

煤热解过程被认为是由煤结构中的弱键断裂引发；产生的自由基如果从供氢溶剂、外加氢气或自身内的氢获取足够的氢而被氢饱和，则稳定下来生成挥发分；如果自由基得不到足够的氢与之饱和，则自由基间相互聚合形成半焦和焦炭；低阶煤热解过程中煤焦油产率的高低和煤的颗粒粒径大小、煤的大分子结构、热解温度、升温速率等因素是密切相关的。

期刊?煤炭燃烧? 2010年第6期第36页至第39页公开了一篇樊义龙，王宁波，徐红东等撰写的低温煤焦油产率和性质影响因素的研究文章，通过对低温煤焦油性质的分析, 重点概述了煤质、反应器形式、热解工艺条件等对低温煤焦油产率和性质的影响。提出应从原料的选择、新型反应器结构的开发、热解工艺条件的选择等方面提高低温煤焦油的产率和性质。

期刊?燃烧科学与技术? 2014年第1期第58页至第63页公开了一篇石振晶，夏芝香，方梦祥等撰写的淮南烟煤热解及焦油析出特性的研究文章，采用热重-傅里叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用和固定床反应器研究了惰性气体保护下不同粒径、升温速率和热解温度条件下淮南烟煤热解特性．热解析出焦油采用柱层析分离成脂肪烃、芳烃、非烃和沥青质，结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析。结果表明，粒径的增加导致煤热解失重量减少；升温速率的提高使峰值温度和燃尽温度均有所增加；随热解温度升高，半焦产率减小，气体产率增加，焦油产率先增大后减小，温度的升高导致焦油的二次反应，焦油族组成发生变化，脂肪烃和非烃减少，芳烃增加；焦油主要组分包含C16～C30 直链烷烃，二环、三环、四环芳烃及其衍生物，以及各种酚类、酯类、喹啉等物质。

期刊?煤炭转化?2013年第2期第71页至第73页公开了一篇张秋利，成璇，兰新哲等撰写的型煤的制备工艺对煤焦油产率的影响的研究文章，文章研究了低变质粉煤制备型煤工艺对焦油产率的影响，系统讨论了膨润土作为黏结剂时，黏结剂含量、成型压力、水分和原煤粒度对焦油产率的影响，并得出制备型煤的最佳成型工艺条件。结果表明，在膨润土用量为５%，成型压力为40ｋN，水分为14%，粉煤粒度<0.28ｍｍ条件下，干馏所得焦油产率为9.2%，型焦抗压强度为600Ｎ/ball，达到气化型焦的标准。

期刊?煤炭转化?2004年第2期第1页至第3页公开了一篇贾永斌，黄戒介，王洋撰写的流化床稀相段对焦油裂解的影响的研究文章，文章介绍了为了降低煤在热解过程中的焦油产率,在一流化床稀相段考察了温度和停留时间对焦油裂解的影响。结果表明:焦油转化率随着温度和停留时间的增加而明显提高,但其增长幅度却逐渐变小,说明继续升高温度和停留时间对降低焦油产率的作用在逐渐减小。同时温度或停留时间的增加也促进了H₂，CO和CO₂产率的增长，对脂肪烃类的影响比较复杂。在不同温度下,气体热值随停留时间的增加均呈下降趋势。

在上述现有技术中存在以下问题：在煤炭热解制取煤焦油的工艺过程中，没有提到对煤样的预处理的方法来提高热解过程中煤焦油的产率，在现有的工艺条件中，得到的煤焦油产率较低9.2%。

发明内容

本发明提供了一种提高低阶煤热解煤焦油产率的方法，克服了上述现有技术之不足，在对低阶煤进行温和预处理的条件下，提高了低阶煤热解过程中的焦油产率，提高煤炭洁净利用过程中的附加值，提高了生产效率。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种提高低阶煤热解煤焦油产率的方法，其步骤如下：

（1）原煤干燥处理：将粒径小于200目的煤在温度为40～80℃，压力为100～1000Pa的条件下真空干燥3～24小时，得到干燥煤；

（2）溶胀处理：将步骤（1）得到干燥煤与混合溶剂混合，在温度为60～100℃，压力为0.1～1.5MPa的条件下溶胀0.5～2小时，然后过滤并真空干燥，得到溶胀煤，所述混合溶剂中由醇类与四氢呋喃按体积比为2～10 :1组成，其中醇类是甲醇：乙醇：乙二醇体积比为1:（1～2）:（1～5）的混合物；