[发明专利]一种煤炭液化生产轻质油的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭应用技术领域，涉及一种煤炭液化处理方法，尤其是一种煤炭液化生产轻质油的方法。

背景技术

随着中国经济的稳定增长、能源消费量的增加、地缘政治的变化以及全球石油供需矛盾的日趋加剧。我国油气资源不足，石油产量不足需求的一半，人均剩余可采储量仅为世界平均水平的6％，石油安全问题突出。而且，按照我国的资源禀赋，在相当一段时期内以煤炭为主的能源消费结构不会发生明显变化。但只有煤炭洁净、高效的转化利用，才有利于煤化工产业的健康发展，也有利于煤化工成为石油化工的重要补充部分。煤直接液化技术(煤-油共处理技术)是实现煤炭清洁转化和高效利用的一种重要途径。当前，国内外较为成熟的煤炭直接液化工艺有德国IGOR、美国HTI、日本NEDOL以及神华CDCL技术。

IGOR工艺是在德国老IG的工艺基础上开发而来，该工艺选用鼓泡床作为煤炭加氢液化反应器，工业炼铝废料(赤泥)作为催化剂，在反应温度470℃，反应压力30MPa，空速0.5t/m3·h下，实现煤炭的液化反应。并配合在线加氢提质工艺、固定床加氢裂化以及固液分离采用减压蒸馏技术，避免了反应过程中的降压升压的能量损失，循环溶剂使用加氢油，供氢性能好，煤转化率高。但该工艺反应温度高、压力高、反应条件苛刻，且鼓泡床作为煤炭加氢液化反应器时，煤炭中的灰分易发生沉积，限制了其工业化应用。

HTI工艺是在H-Coal工艺和CTSL工艺基础上发展而来，其工艺特点为：选用强制循环全返混三相悬浮床反应器，强化了传质传热，可防止固体颗粒的沉淀，强了反应器的处理能力；反应温度440-450℃，压力17MPa，空速0.25t/m³·h，反应条件较为温和，容易控制；以硫酸铁和钼酸铵组成的胶体铁系催化剂，催化活性高，用量少；固液分离采用减压蒸馏与旋风分离方法，从而最大程度提取渣油中的液化油。由于该工艺选用了悬浮床反应器循环泵循环泵增加了反应的能耗，且胶体铁系催化剂煤液化反应中易失活，成本高。

日本NEDOL液化工艺结合改进了EDS工艺和IGOR工艺优势。其工艺特点为：选用鼓泡床作为煤炭加氢液化反应器；反应温度430-465℃，压力17-19MPa，空速0.36t/m³·h，反应条件较为缓和；天然硫铁矿或硫化铁作为催化剂，反应活性较高；减压蒸馏分离循环溶剂，并配合离线固定床加氢改质路线为煤炭提供循环溶剂，提高其供氢能力。但鼓泡床反应器液体流速低，煤炭灰分易沉积，硫铁矿硬度大，磨碎成本高且易造成流体管道的磨损。

神华集团借鉴了德国IGOR、美国HTI以及日本NEDOL等成熟工艺技术，开发出煤直接液化技术(CN1587351)。该技术首先将煤浆经过预处理后送入采用带有强制循环泵的两段串联悬浮床加氢裂化反应器进行液化反应，液化反应产物在分离器中进行气液分离，其中液相部分降温、降压、后通进入常压蒸馏塔进行分离，形成轻质油和塔底物料，塔底物料送入减压蒸馏塔分离出馏分油和残渣；再将轻质油和馏分油混合后升温、升压进入一个沸腾床反应器进行预加氢，得到循环溶剂油和改质馏分油；改质馏分油经过固定床加氢处理得到汽柴油组分，循环溶剂油返回到原料装置制备油煤浆。但是该技术经过三段加氢反应、工艺路线长，前段悬浮床高温高压加氢反应系统与后段沸腾床、固定床高温高压加氢反应系统之间是相对独立的，导致整个反应体系的能耗损失大、物料损失高。

此外，煤与石油共同加工生产液体轻质油技术也引起了研究工作者的重视，该技术在煤炭液化生产高品质燃料油的基础上，实现了重油的轻质化。如美国专利4541916的含金属活性组份的重油与煤进行的共同加工以及美国专利5120429提出的两段煤与重油共液化工艺。

中国专利101220286提供了一种煤与石油共同加工工艺，该工艺将煤粉与溶剂油(渣油，环烷基渣油最佳)配制成煤浆，煤浆中煤粉含量为40～50％，煤粉粒径小于0.2mm，采用两个或者多个上流式浆态床反应器，对煤浆进行加氢、裂解反应，并对裂化油生成的油品进行加氢精制。但该工艺采用离线加氢的方式，增加了反应的能耗、氢耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种煤炭液化生产轻质油的方法，该方法工艺路线短、原料灵活、能耗低、转化率和液体收率高，既能进行煤直接液化操作，也能实现煤-油共处理操作来生产优质的液体燃料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种煤炭液化生产轻质油的方法，包括以下步骤：