[发明专利]一种利用褐煤与皂脚共热解制备富烃油的方法

说明书

本发明公开了一种利用褐煤与皂脚共热解制备富烃油的方法，是将褐煤与皂脚按照1∶1～10的质量比混合，以微波为热源，加热至500～800℃进行热解，产生的热解蒸气导入装填有HZSM‑5催化剂的反应装置中，在300～600℃的催化温度下进行催化重整，重整产物冷凝形成富烃油。本发明方法不仅大大缩短了热解时间，而且有效提高了热解油中烃类的含量，提高了热解油的品质。

技术领域

本发明属于煤热解技术领域，涉及煤的加氢热解，特别是涉及一种利用皂脚作为富氢原料与煤进行共热解的方法。

背景技术

煤是由多种有机高分子化合物和矿物质组成的、H/C原子比较低的复杂混合物。煤的低温热解技术中，轻质烃类液体产物收率不高。加氢热解可以提高轻烃类组分的产率，但氢气成本高。

煤基共热解技术是基于高分子有机废弃物的富氢特性，使用价格低廉的富氢原料替代氢与煤混合进行煤的低温热解，以提高热解焦油中轻质烃类组分的含量。通过在煤中添加油页岩、生物质或者废旧高分子塑料和废橡胶粉材料进行共热解，有助于实现煤的加氢热解。

皂脚是碱炼动植物油脂时的副产品，其有效氢碳比高，属于废弃油脂类生物质，可以作为煤共热解的富氢原料。我国年产植物油约7000万吨以上，其中废弃皂脚每年约产生700～800万吨，开发废弃皂脚可再生生物资源及下游产品，具有独特的优势和巨大的社会经济价值。

传统的煤低温热解加热方式主要为外热式。外热式煤低温热解技术又根据加热介质的不同，分为固体热载体、气体热载体和无热载体热解技术。作为一种新型的加热方式，微波加热在煤的低温热解技术中得到了应用。

微波加热的本质是微波在物料中的能量耗散。与传统的加热方式相比，采用微波加热不仅具有加热均匀、节约能耗、无滞后效应的优势，而且便于操作，安全无污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用褐煤与皂脚共热解制备富烃油的方法，以实现褐煤与皂脚的高效利用。

本发明所述的利用褐煤与皂脚共热解制备富烃油的方法是将褐煤与皂脚按照1∶1～10的质量比混合，以微波为热源，加热至500～800℃进行热解，所产生的热解蒸气导入装填有HZSM-5催化剂的反应装置中，在300～600℃的催化温度下进行催化重整，重整产物冷凝形成富烃油。

本发明上述方法中，所述热解是在装载有碳化硅球床层的固定床反应器中进行的，所述固定床反应器能够通过微波加热方式对反应器内的物料进行加热。

其中，优选地，所述装载在固定床反应器中的碳化硅球的粒径为2～4cm。

进一步地，本发明上述方法中，是采用螺旋进料器将所述褐煤与皂脚的混合物送入所述固定床反应器中。

更进一步地，是将所述褐煤与皂脚的混合物干燥并粉碎至粒径0.5～2mm后，再通过螺旋进料器送入所述固定床反应器中。

本发明上述方法中，所述热解蒸气的催化重整反应在管式反应器中进行。

进而，在所述管式反应器中装填的HZSM-5催化剂，优选为硅铝比20～150的HZSM-5催化剂。

本发明将所述重整产物冷凝至不高于80℃。

本发明利用褐煤与皂脚的混合物在高热碳化硅球床层作用下进行快速热解，并对热解蒸汽进行有效催化重整，以制备高烃类含量的富烃油。该方法缩短了热解反应时间，减少了副反应发生，热解蒸汽穿过高热碳化硅球床层以促进焦油的轻质化，将热解蒸汽进行外部催化以延长催化剂的使用寿命，从而提高了热解油中烃类的含量，有效提高了热解油的品质。

本发明方法工艺简单，具有连续操作性，适合工业化生产。

具体实施方式