[发明专利]提高低阶煤直接加氢催化液化反应性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及提高煤的反应性能的方法技术领域，是一种提高低阶煤直接加氢催化 液化反应性能的方法。

背景技术

煤直接液化就是在高温高压条件下，在供氢溶剂、氢气和催化剂的作用下，煤转变 为液化油的过程。它是一条低阶煤大规模制备清洁燃料的重要途径，在将低阶煤直接加氢 催化液化时，其反应性能（油产率、沥青质产率和转化率）较低，从而降低了煤资源的有效利 用率。目前，煤直接液化的研究热点是如何温和液化反应条件来获得高的液化油产率和转 化率。而进行煤的预处理是一条行之有效的途径。目前，对于煤样的预处理，主要是溶胀处 理，其包括自然溶胀和微波溶胀。大量研究表明，煤样经溶胀处理后，其物理结构发生变化， 同时部分弱键遭到破坏，小分子溶出，大分子骨架的交联度降低，交联网络结构更为疏松， 小分子相的流动性增强，煤样热解反应性能得到提高。若再增加外场力，如超声波或微波 等，还可使煤交联网络结构中的共价键断裂，降低煤的交联程度，产生更多的小分子碎片， 更有利于后续的液化反应。

另外，有文献报道，机械粉碎并不是一个简单的物理粉化的过程，而是伴有复杂化 学反应的过程，当物质被球磨时，不仅能够发生化合、分解、置换和脱水等反应，而且还可引 起其晶格出现缺陷、畸变现象，使其结晶度降低，分子或原子的活性提高，降低反应激活能 等。机械活化能有效破坏淀粉中的α-1,6葡萄糖苷键，从而强化了淀粉的液化过程（胡华宇. 机械活化强化淀粉液化水解研究.广西：广西大学，2007）。在用机械力化学法制备活性炭 时发现：在球磨过程中，木质素可以发生水解和氧化反应，加速碳氢键的断裂（李素琼.机 械力化学法制备活性炭的研究.福建：福建农林大学，2011）。在利用机械化学法降解二恶 英时发现，机械力能够引起电荷的转移，所生成的自由基与C-Cl键发生脱氯反应。同时自由 基还会攻击苯环的环状结构使其断裂，产生氯酚和氯苯等结构（卫樱蕾.机械化学法降解 POPs实验及机理研究.浙江：浙江大学，2010）。在球磨过程中，瞬间可产生局部高温 （1000K）和高压（1GPa至10GPa），这些局部高温高压可在局部区域产生热化学反应（Urakaev FK,Mechanismandkineticsofmechanochemicalprocessesincomminuting devices1.Theory.PoderTechnology,2000,107:93-107）。

发明内容

本发明提供了一种提高低阶煤直接加氢催化液化反应性能的方法，克服了上述现 有技术之不足，其能有效解决现有低阶煤直接加氢催化液化存在油产率较低的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种提高低阶煤直接加氢催化液化 反应性能的方法，原料按重量份数计包括10份低阶煤和50份至80份的洗油，提高低阶煤直 接加氢催化液化反应性能的方法按下述步骤进行：第一步，将所需量的低阶煤、所需量的洗 油与玛瑙球加入球磨机上的球磨罐内，将加入低阶煤、洗油与玛瑙球后的球磨罐密封后开 始进行球磨，球磨后得到活化煤浆，其中，低阶煤和洗油的总重量与玛瑙球的重量比为1： 0.5至3，在球磨的过程中，球磨的时间为50分钟至120分钟，球磨机的转速为300转/分钟至 1000转/分钟；第二步，将活化煤浆经过真空抽滤后得到滤液和滤饼，将滤饼依序经过第一 次真空干燥、冲洗和第二次真空干燥后得到活化煤。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述第一步中，玛瑙球包括直径为4毫米至8毫米的玛瑙球和直径为10毫米至15毫米的 玛瑙球，直径为4毫米至8毫米的玛瑙球与直径为10毫米至15毫米的玛瑙球的重量比为1至 5：1。

上述第二步中，第一次真空干燥和第二次真空干燥的温度均为12小时至24小时， 第一次真空干燥和第二次真空干燥的温度均为103℃至110℃。

上述第二步中，滤饼在冲洗的过程中，采用丙酮进行冲洗，当冲洗后的冲洗液为无 色时，冲洗完毕。

上述第一步中，球磨的压力为常压。