[发明专利]煤炭液化方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于煤化工领域，具体而言，涉及一种煤炭液化方法和装置。

背景技术

现有的煤直接液化工艺是将煤粉、溶剂油、催化剂等配成一定浓度的煤浆，再与氢气混合，先后进入煤浆预热器、煤液化反应器中，在一定的条件下(反应温度400～450℃，反应压力10-30MPa)先后进行反应，并将反应产物在分离器中进行分离，分别获得气体产品、液化油品和固体残渣的过程。

利用现有的煤直接液化工艺将煤转化为液相产品的过程中，所产生的产物既有馏程<300℃的石脑油、柴油馏分，也有馏程在300～500℃的液化重油馏分，以及一部分馏程>500℃的沥青类物质，还有一部分因为反应深度不够，导致无法得到转化的难反应煤。

煤直接液化工艺的目标产物是馏程较低的轻质油，因此为了实现将煤直接液化过程中产生的液化重油、沥青类物质以及未转化煤的进一步转化，公开号为CN1869159A的中国专利申请提出将反应产物在高温高压分离器中进行气液分离后，将分离器底部的液相产物循环回反应器入口进行再次反应，从而一方面增加了液化重质产物的停留时间，另一方面可以避免液化轻油的二次分解，最终提高了油收率以及降低了氢耗。

为了实现同样的目的，也有现有技术提出将第二段煤直接液化反应器改为液相上进下出的流动形式，同时将二段反应器出口物料部分循环回反应器入口进行循环。

分析现有技术可以看出，目前大部分煤直接液化工艺是在一个反应体系内完成整个液化反应。即使一些改进方案提出将液化反应分成两段进行，但同样是将部分物质重新循环回反应器，从而通过增加这部分物质的反应停留时间来提高油收率的。

目前，仍然需要一种新的煤炭液化方法和装置，不仅能够实现煤直接液化中难反应沥青类物质和煤的深度转化，而且能够在降低氢耗和气产率的同时提高目标液化油产品的收率。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的煤碳液化方法和装置，以实现煤直接液化中难反应沥青类物质和煤的深度转化，降低氢耗的同时提高目标液化油产品的收率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤炭液化方法，包括以下步骤：使煤浆与氢气进行第一次液化反应，得到第一液化产物，第一液化产物包括第一气体混合物和第一重质产物，第一气体混合物包括第一液化轻油和第一气体产物；以及分离所述第一液化产物中的第一重质产物，使第一重质产物与氢气进行第二次液化反应，得到第二液化产物，在进行第二次液化反应之前或者过程中，该方法还包括向第一重质产物中添加第一加氢催化剂的步骤。

进一步地，上述方法包括对该第一液化产物进行第一次分离，分离得到该第一重质产物，优选该第一次分离在250～420℃下进行。

进一步地，上述第一加氢催化剂以油溶分散液的形式添加至该第一重质产物中；优选该第一加氢催化剂为金属的单质、氧化物或盐，该金属为钴、钼或镍；更优选，该第一加氢催化剂的粒径小于等于200μm；进一步优选地，以干基煤粉计，该第一加氢催化剂的用量为该干基煤粉质量的0.01～0.1％，该油溶分散液中的油性溶剂的来源为下述(A)、(B)之一或其组合：(A)煤炭液化生成的重质油、或者经过加氢的重质油；(B)焦油、蒽油、洗油、高芳烃稠油或者它们的加氢油。

进一步地，上述第二液化产物包括第二气体混合物和第二重质产物，该第二气体混合物包括第二液化轻油和第二气体产物，该方法在得到该第二液化产物之后，还包括：对该第二液化产物进行第二次分离，分离得到该第二气体混合物；优选地，该第二次分离的温度为250～420℃。

进一步地，在上述第二次分离之后，该方法还包括：将该第一气体混合物与该第二气体混合物进行混合，得到第三气体混合物；对该第三气体混合物进行冷却，得到油水混合物；以及对该油水混合物进行油水分离，得到馏分<350℃的轻质油。

进一步地，上述方法在通过该第二次分离得到该第二重质产物之后还包括：对该第二重质产物进行减压蒸馏，得到馏分在200～500℃的重质油。

进一步地，上述第一次液化反应之前，该方法还包括将第二加氢催化剂与该煤浆进行混合的步骤；优选该第二加氢催化剂以油溶分散液的方式与该煤浆进行混合；更优选，该第二加氢催化剂是磁黄铁矿、硫铁矿、煤基铁系负载催化剂；再次优选该第二加氢催化剂为颗粒状，进一步优选该第二加氢催化剂的粒度小于等于200μm；进一步更优选地，以干基煤粉计，该第二加氢催化剂的用量为该干基煤粉质量的0.1～5％。