[发明专利]煤直接液化方法及煤直接液化装置

说明书

本发明提供了一种煤直接液化方法及煤直接液化装置。该煤直接液化方法包括以下步骤：S1，使包括煤浆与氢气的第一原料进行第一次液化反应，得到第一液化产物，并对第一液化产物进行油气分离，得到第一液相产物；S2，使包括第一液相产物、氢气与溶剂的第二原料进行第二次液化反应，得到第二液化产物，并对第二液化产物进行油气分离，得到第二液相产物；S3，对部分第二液相产物进行蒸馏和催化加氢处理，得到煤液化产品；以及S4，重复执行上述步骤S1至S3，且在重复执行的过程中第一原料和/或第二原料还包括剩余部分第二液相产物。采用上述煤直接液化方法能够提高煤的液化转化率和液体产品收率，资源利用率有显著提升。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种煤直接液化方法及煤直接液化装置。

背景技术

煤直接液化技术是指煤在高温、高压、临氢、溶剂和催化剂的作用下，通过加氢直接转化生成液体产品和少量气体产品的工艺过程。煤直接液化工艺过程通常包括四个主要部分：油煤浆制备、煤加氢液化反应、固液分离和产品提质加工利用。煤经破碎干燥磨成煤粉，与溶剂、催化剂一起配制成适合输送和传热的油煤浆，油煤浆经升压和预热后输送至煤加氢液化反应器，在高温高压的条件下煤发生热解和加氢反应生成液态的产品，将反应生成的液化油与沥青类物质、未反应煤、催化剂和灰分进行分离，回收溶剂，得到煤液化粗油，再将煤液化粗油进行提质加工生产目标产品，依据产品的方案不同可生产汽油、柴油、航空煤油、特种油品及化工原料等。

当前影响煤直接液化实现产业化的主要影响包括建设投资成本高、煤的液化转化率和油收率低，其中油收率低是最为关键因素，其直接影响着煤直接液化装置的经济效益和市场竞争力。由于煤直接液化工艺条件相对较为苛刻，煤液化反应温度较高，煤直接液化反应过程主要包括热解和加氢，不可避免造成目标产物的二次裂解，导致目标产品油收率降低，副产品气体产率高，同时也增加了氢耗，成本上升；另外，在煤液化反应过程中，煤种的活性组组分首先发生转化，难以转化的组分则需要更为苛刻条件，而煤直接液化反应过程是一个平行串联反应体系，这也导致在第二反应器或反应的后半程，循环溶剂的供氢能力下降，氢分压降低，反应苛刻度反而降低，这不利于提高煤的液化转化率和油收率。当前在绝大部分煤直接液化反工艺中煤直接液化反应过程是一个平行串联反应体系，因而均有以上类似的问题。

因此，目前亟需开发煤直接液化新工艺，在设备投资增幅不大的情况下，达到有效降低气产率和氢耗，提高煤的液化转化率，实现增加油收率的目的，有利于提高资源利用率，增强煤直接液化经济效益和市场竞争力。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤直接液化方法及煤直接液化装置，以解决现有技术中的煤直接液化方法液化转化率较低和气产率较高，从而导致油收率较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤直接液化方法，包括以下步骤：S1，使包括煤浆与氢气的第一原料进行第一次液化反应，得到第一液化产物，并对第一液化产物进行油气分离，得到第一液相产物；S2，使包括第一液相产物、氢气与溶剂的第二原料进行第二次液化反应，得到第二液化产物，并对第二液化产物进行油气分离，得到第二液相产物；S3，对部分第二液相产物进行蒸馏和催化加氢处理，得到煤液化产品；以及S4，重复执行上述步骤S1至S3，且在重复执行的过程中第一原料和/或第二原料还包括剩余部分第二液相产物。

进一步地，剩余部分第二液相产物与第一原料的进料量比0.1～1，剩余部分第二液相产物与第二原料的进料量比0.1～1。

进一步地，第一次液化反应和/或第二次液化反应的压力各自独立地为15～20MPa，反应温度各自独立地为440～460℃，氢气的体积与煤浆的重量之比各自独立地为800～1200L/Kg。

进一步地，煤浆包括煤粉和煤液化催化剂，优选煤液化催化剂包括纳米级水合氧化铁、天然矿石、纯态铁的化合物和纳米级硫化亚铁中的任一种或多种，更优选煤液化催化剂为纳米级水合氧化铁；优选煤液化催化剂的用量占煤浆的0.5～1.5wt％。