[发明专利]一种煤加氢热解供氢溶剂油的制备方法、由此制备的供氢溶剂油及其用途

说明书

本发明涉及一种煤温和加氢热解液化工艺用供氢溶剂油的制备方法、由此制备的供氢溶剂油及其用途。该制备方法的特点在于，将乳油催化剂与悬浮床加氢工艺相耦合，具体包括原料油和循环油浆及乳油催化剂混合制浆、预热、悬浮床加氢反应、产物分离等过程。悬浮床加氢反应器结构简单，对原料油的品质没有要求；而乳油催化剂的使用提高了悬浮床的催化加氢反应效率；二者的耦合拓宽了原料油的供应范围，可以将各种高硫、高金属含量及高粘度的劣质原料油加工成供氢溶剂油。与现有供氢溶剂油制备方法相比，本发明具有反应条件温和、供氢溶剂油产率高、工艺简单、投资和操作费用低等优点。

技术领域

本发明属于煤加氢热解液化技术领域，具体而言，涉及煤加氢热解液化工艺用供氢溶剂油的制备方法、由此得到的供氢溶剂油及其用途。

背景技术

先进的煤加氢热解液化工艺(如直接液化工艺)借助供氢溶剂油和催化剂的作用，能够降低该工艺过程的苛刻度、提高煤的转化率和油收率。

煤加氢热解液化过程的核心是通过热的作用使煤的大分子结构裂解而产生自由基，由此引起结构重排。其中，富氢自由基通常较小，富碳自由基通常较大。前者与氢或较小自由基结合形成的重排产物的分子量通常较小，所述重排产物包括气、油、沥青。后者由于自身的空间位阻效应或与其它较大自由基结合使所形成的重排产物的分子量通常较大，所述重排产物包括煤液化残渣或焦等。

众多研究表明，高效的煤加氢热解液化催化剂(如煤直接液化催化剂)应具有促进煤裂解的作用，此外还应具有促进热解自由基加氢的作用。高性能的煤加氢热解液化用供氢溶剂油具有对煤颗粒的输送、分散和溶胀作用，还具有对热解自由基和液化产物的溶解、分散和加氢作用。因此，催化剂和供氢溶剂油是提高煤加氢热解液化工艺的效率的两个重要因素。本发明人主要针对供氢溶剂油进行了研究。

从溶剂精炼煤(SRC)技术面世以来，有关煤液化供氢溶剂油作用的研究一直没有间断。先进的煤液化工艺之所以能够采用较低苛刻度的反应条件，其中供氢溶剂油起了重要作用。然而，由于用于煤加氢热解液化工艺中的供氢溶剂油及其作用过程涉及复杂的化学组成和反应，其研究进展受限于基础理论和技术手段的进步程度。

2009年，中国专利申请CN 101370914A公开了一种以富芳烃油为原料来加氢制备褐煤直接液化循环溶剂的方法。该制备方法包括使用两个装有负载型催化剂的加氢反应器。第一反应器装填有加氢活性较低的保护型催化剂，第二反应器装填有加氢活性较高的主催化剂。

2014年，中国专利申请CN 104194830A公开了一种以煤直接液化产物为原料来加氢制备煤直接液化溶剂油的方法。该方法的特点在于将煤直接液化粗油分馏去除轻质组分后得到重质油来进行催化加氢，所采用的催化剂为负载型催化剂。

2015年，中国专利申请CN 104845670A公开了一种以煤直接液化产物为原料来催化加氢制备煤直接液化溶剂油的方法。其中，所采用的催化剂为负载型催化剂，这点与上述提及的2014年的中国专利申请(CN104194830A)一致。这一申请与上述专利申请不同之处在于：a.对煤直接液化粗油直接进行加氢；b.采用溶剂萃取的方法，脱除加氢产物的中质馏分油中的不具有供氢能力或供氢能力较弱的饱和组分；c.萃取得到的富芳烃油与加氢产物重质馏分油合并作为供氢溶剂油，以期进一步提高供氢溶剂油的供氢能力。

但是，上述现有技术基本上都是采用负载型催化剂和固定床加氢工艺，这种组合方式对原料要求比较高，当处理高硫、高金属含量及高粘度等的劣质原料时，将会导致催化剂快速失活、床层压降升高。而且，上述现有技术的反应压力比较高，将会导致操作和投资费用高。本发明的发明人通过研究发现，当将乳油催化剂与悬浮床加氢工艺耦合时，可以有效地解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容