[发明专利]石油焦制造中利用精煤提纯炼油工艺组分的方法

说明书

用于生产焦炭和一种或多种挥发性产物的方法包括以下步骤：(i)提供纯化煤产物(PCP)，其中PCP为颗粒形式，并且其中至少约90％v的颗粒的直径不大于约100微米；其中PCP具有小于约10％m的灰分含量和小于约5％m的水含量；(ii)将PCP与液体残油组合以产生组合的固液共混物，其中固液共混物包含至少约0.1％m和至多约30％m的PCP；(iii)使固液共混物经受超过375℃的温度持续足以引起至少1％的PCP颗粒裂化以产生一种或多种挥发性产物的一段时间，以及(iv)从步骤(iii)的产物生产焦炭。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年5月9日提交的英国专利申请第1906563.0号和2019年5月24日提交的英国专利申请第1907378.2号的优先权，两者均通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明处于固体烃，最具体地煤的加工和利用的领域。具体地，本发明处于补救和利用衍生自矿物提取和开采活动以及焦炭生产的废煤粉的领域中。

背景技术

煤粉和超细粉(包含微细粉)是在开采和制备过程期间从较大团块产生的小颗粒的煤。尽管煤粉保持与煤炭相同的能源潜力，但由于产物的微粒性质使其难以销售和运送，因此其通常被视为废物产物。开采行业每年在美国单独产生多达7000-9000万吨煤粉作为废物副产物(Baruva，P.，Losses in the coal supply chain，IEA Clean Coal CentreRep.CCC/212，第26页，2012年12月，ISBN 978-92-9029-532-7)，其中绝大多数仍未使用。因此，通常靠近煤矿将煤粉作为矿渣丢弃，从而形成大量废物堆，或将其容纳在需要未来仔细管理以避免环境污染的大型池中。

然而，在其自然状态下，煤粉通常含有显著水平的成灰组分和高的水含量，这使得其不适合许多常规用途。传统观点认为，对直径150μm的粉末进行脱水和/或干燥以及除灰的成本通常超过所得产物的实际价值(Muzenda，E.，“南非煤粉的潜在用途：A评论(Potential uses of South African Coal Fines:A Review)”，《第3届机械、电子和机电工程国际会议(3rd International Conference on Mechanical，Electronics andMechatronics Engineering)(ICMEME'2014)》，2014年3月19日-20日，阿布扎比(AbuDhabi)(阿拉伯联合酋长国(UAE))，第37页)。已知的是，将经过高度处理的煤粉加到燃料油中以降低所得共混的燃料油的每单位体积成本(参见例如美国专利第9,777,235号)。另外，可以将经过高度处理的煤粉加到原油中，以促进蒸馏之后的分馏产物(参见以WO2017/174973公开的国际专利申请)。在两种情况下，将煤粉与液体烃共混以产生具有比固体细粉单独的商业价值更大的增加的可感知到的商业价值的所得掺和物。

焦炭被归类为化石燃料并且是不可再生能源。传统上，焦炭是通过在焦炉中对煤进行破坏性蒸馏来生产的。在这个过程中，煤在无氧气氛中被加热(即焦化)，直到煤中的大部分挥发性组分被驱除。剩下的材料是称为焦炭的固体碳块。随着煤的普及率下降，近来越来越多地通过破坏性蒸馏(热裂化)从残油中，例如在延迟或流化焦化过程中获得焦炭。通过这些过程生产的焦炭通常称为“石油焦”。此外，与炼油类似，从延迟焦化过程中获得的挥发性产物总是比残油进料原料更有价值。将残油原料与更便宜的起始材料共混以扩大含烃矿物资源的有限储量以及所得的精炼馏出物产物的方式将是非常需要的。

延迟焦化器是炼油过程的组成部分，因为它们有助于将来自早期原油蒸馏/催化裂化过程中获得的重残油馏分升级为馏出物馏分和石油焦，这是一种富含碳的固体材料。回收的馏出物用于在炼油厂内制备额外的石脑油、煤油和油气流。石油焦用作燃料，如果硫和金属含量低，则用作氧化铝和氧化钛制造中价值更高的阳极等级。