[发明专利]利用离子液体预处理煤炭用于电解液化的方法

说明书

本发明公开了一种利用离子液体预处理煤炭用于电解液化的方法，采用离子液体作为溶胀剂对煤炭进行预处理，从而有利于煤炭加氢液化。本发明预处理方法的步骤包括煤炭前处理过程、离子液体的预处理过程、样品混合过程、溶胀过程、溶胀后的处理过程、溶胀后的电解液化过程。本发明选择合适的溶剂对煤炭进行溶胀，处理后的煤炭样品颗粒更为细小，结构更加松散，可以将煤炭中大分子分解为分子量更小的基团，有从而有效地提高了煤炭电解加氢的电流密度和液化产率。

技术领域

本发明涉及一种煤炭中低温液化处理工艺，特别是涉及一种煤的电解加氢液化处理工艺，应用于煤液化工艺技术领域。

背景技术

煤炭是世界上最丰富的化石燃料，也是重要的全球能源。煤炭在我国一般作为重要燃料，因此也带来了一些环境问题，同时，随着对石油需求的日益增长，石油供需之间存在显著差距，对于这一现状，煤液化技术是煤炭清洁利用的有效手段。但是，煤液化的传统方法一般需要高温高压，对设备要求较高，并且造成了较大的能量浪费。

煤的电解加氢液化是指煤在电解池内进行阴极加氢，转化为可溶性的低分子有机产品，再对其进行进一步加氢得到可利用的燃料和化工产品，煤直接液化一般是在很高的温度和压力条件下，在催化剂和供氢溶剂的存在下将煤加氢直接转化为液体燃料和化工产品的加工过程，煤的电化学加氢还原是利用电场势能代替了高温和高压的条件。与传统煤炭液化方法相比，该电化学方法具有反应条件温和，设备简单，成本低的优点。煤炭样品的状态对于煤炭的液化产率影响很大，因此将煤炭进行有效的预处理对于煤炭液化有着重要的作用。

离子液体(ILs)作为一种新型的溶剂，自身具有很多优点，如低熔点，不易燃性，对环境友好,可回收性以及对许多极性和非极性化合物具有独特的溶解性能等。然而，在煤炭电解加氢液化的技术领域中，到目前为止，用离子液体对煤炭进行预处理及其电解液化的方法和应用仍不为多见，处理工艺还不理想，艺术尚不成熟，对提高煤炭电解加氢的电流密度和液化产物产率作用有限。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种利用离子液体预处理煤炭用于电解液化的方法，采用离子液体对煤炭进行有效的溶胀分散预处理，并将其应用到煤炭电解液化中。利用本发明方法预处理的煤炭，可以有效提高煤炭电解加氢的电流密度，能够很好的适用于煤炭的电解液化中，提高煤炭电解加氢液化产物的产率。

为达到上述目的，本发明创造采用如下发明构思：

利用离子液体的优良特性对煤炭进行溶胀预处理，利用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)溶液中Cl^-具有较大的电子云密度和电负性，可以和煤炭形成较强的电荷作用，Cl也可以和煤炭形成氢键结构，可以加强与煤炭之间的相互作用，破坏煤炭中的网络结构，有利于煤炭加氢，本发明操作简单，更加环保，可以有效地提高煤炭电解加氢的电流密度和液化产率。

根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：

一种利用离子液体预处理煤炭用于电解液化的方法，包括如下步骤：

a.煤炭前处理过程：

将煤炭在球磨机中以不低于80转/分钟进行球磨至少10小时，然后在105～115℃下的真空干燥箱中进行干燥至少24h，将得到的煤炭粉料进行过筛，使过筛收集的煤炭颗粒尺寸不大于200目，然后取10g过筛并干燥后的煤炭颗粒粉料，用100ml的浓度为4mol/L的HCl溶液进行清洗至少12h后再进行过滤，并将过滤收集的固形物于105～115℃下进行真空干燥至少24h后存入干燥器中保存，得到煤炭颗粒粉体，待用；上述煤炭优选原煤；

b.离子液体的预处理过程：