專利名稱：一種煤炭干餾液化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤炭干餾液化方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)煤炭資源豐富，而石油資源相對(duì)匱乏，近年來(lái)由于石油價(jià)格波動(dòng)，為減小對(duì)石油的依賴，采用煤制油的技術(shù)得到了國(guó)內(nèi)學(xué)者的廣泛重視。采用傳統(tǒng)的干餾方法處理原煤， 獲得的焦油少，出油率低。而將煤直接液化和間接液化產(chǎn)油成本高，投資大，能耗高，且產(chǎn)品難分離。華東理工大學(xué)朱子彬等采用加氫加壓技術(shù)液化煤，但是出油率不高。中科院山西煤化所李保慶等采用催化加氫加壓技術(shù)，出油率得到了提高，但采用的催化劑為鉬系催化劑，價(jià)格昂貴，且鉬系催化劑不易實(shí)現(xiàn)回收再利用，工業(yè)化成本太高，仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。因此，開(kāi)發(fā)一種出油率高，且成本低廉的煤液化方法迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低，液體收率高的煤炭干餾液化方法。采用本發(fā)明的方法液化后的產(chǎn)品易于分離，半焦熱值高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率超過(guò)50% (wt)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將原料煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于 200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的0. 5% 3% ；所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的 5% ；步驟二、采用溫度為700°C 800°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa 9MPa，在溫度為380°C 650°C的條件下熱解反應(yīng)0. Imin 30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 1 3 ；步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用。上述步驟一中所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為 10% 20%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)池 他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液
質(zhì)量的2% 4%。
上述步驟二中所述熱解反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。上述步驟二中所述熱解反應(yīng)器中的壓力為5MPa 7MPa，溫度為450°C 550°C。上述步驟四中所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa 9MPa。上述步驟五中所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，液體收率優(yōu)于目前所有同類文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)。2、本發(fā)明對(duì)產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行循環(huán)利用，節(jié)約了氫耗，并利用產(chǎn)生的硫化氫代替助催化劑單質(zhì)硫，節(jié)約了成本，另外，本發(fā)明可利用熱解后產(chǎn)生的半焦粉對(duì)原煤進(jìn)行預(yù)熱，節(jié)約了能源，同時(shí)避免了干餾過(guò)程中半焦結(jié)塊，采用本發(fā)明的方法液化后的產(chǎn)品易于分離，半焦熱值高，半焦仍然可以滿足工業(yè)用戶的技術(shù)質(zhì)量要求，用途廣泛。3、本發(fā)明設(shè)備投資低，是繼煤直接液化和間接液化之后的第三種煤炭液化方式， 屬于溫和的煤炭分級(jí)轉(zhuǎn)化方式，對(duì)于降低煤制油轉(zhuǎn)化成本具有重要意義。下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例10所用原料煤的分析數(shù)據(jù)如下表所示表1神木煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)
工業(yè)分析元素分析MtAadVadFCadCHONSt8.505.4535.6250.4374.984.7711.691.240.37 表2內(nèi)蒙褐煤的分析數(shù)據(jù)
工業(yè)分析元素分析MtAadVadFCadCHONSt19.1616.0136.4328.4045.912.7013.520.730.5實(shí)施例1步驟一、將神木煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于 200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的3%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的5%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為10%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)池，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 1% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的2% ；步驟二、采用溫度為700°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到9MPa，在溫度為380°C的條件下熱解反應(yīng)30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1:3;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到9MPa ；(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例2步驟一、將神木煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于 200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的1. 5%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的3%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為20%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑， 在室溫下攪拌反應(yīng)他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的4% ；步驟二、采用溫度為800°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa，在溫度為650°C的條件下熱解反應(yīng)0. lmin，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 1;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa ；(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。
實(shí)施例3步驟一、將神木煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于 200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的0. 5%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的1%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為15%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑， 在室溫下攪拌反應(yīng)證，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 15% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的3% ；步驟二、采用溫度為750°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到5MPa，在溫度為550°C的條件下熱解反應(yīng)15min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 2;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到5MPa ;(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例4步驟一、將神木煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于 200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的2%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的2%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為15%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的3% ；步驟二、采用溫度為700°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到7MPa，在溫度為450°C的條件下熱解反應(yīng)20min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 2;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到7MPa ;(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例5步驟一、將神木煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于 200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的2%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的4%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為15%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的3% ；步驟二、采用溫度為800°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到6MPa，在溫度為500°C的條件下熱解反應(yīng)30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1:1;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到6MPa ；(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例6步驟一、將內(nèi)蒙褐煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的3%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的5%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為10%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑， 在室溫下攪拌反應(yīng)3h，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 1% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的2% ；步驟二、采用溫度為700°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到9MPa，在溫度為380°C的條件下熱解反應(yīng)30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 3;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到9MPa ；(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例7步驟一、將內(nèi)蒙褐煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的1. 5% ；所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的3% ；所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為20%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的4% ；步驟二、采用溫度為800°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa，在溫度為650°C的條件下熱解反應(yīng)0. lmin，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 1;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa ；(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例8步驟一、將內(nèi)蒙褐煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大CN 102391886 A
說(shuō)明書(shū)
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于200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的0.5% ；所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的；所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為15%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)證，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 15% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的3% ；步驟二、采用溫度為750°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到5MPa，在溫度為550°C的條件下熱解反應(yīng)15min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1:2;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到5MPa ;(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例9步驟一、將內(nèi)蒙褐煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的2%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的2%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為15%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑， 在室溫下攪拌反應(yīng)他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的3% ；步驟二、采用溫度為700°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到7MPa，在溫度為450°C的條件下熱解反應(yīng)20min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 2;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到7MPa ;(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)施例10步驟一、將內(nèi)蒙褐煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于200目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的2%;所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的4%;所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為15%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑， 在室溫下攪拌反應(yīng)他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的3% ；步驟二、采用溫度為800°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器(流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器)中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到6MPa，在溫度為500°C的條件下熱解反應(yīng)30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1:1;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到6MPa ；(若氫氣量不夠，可補(bǔ)加氫氣，若氫氣量過(guò)多可將多余的氫氣排出或回收處理)；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用；所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量，(若硫化氫量不夠，可補(bǔ)充單質(zhì)硫至所需量，若硫化氫量過(guò)多可將多余的硫化氫回收處理)。本實(shí)施例在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，煤炭的總轉(zhuǎn)化率高，具體結(jié)果見(jiàn)表3。表3實(shí)施例1至實(shí)施例10煤炭干餾液化的煤炭轉(zhuǎn)化率和液體收率(重量百分比)
權(quán)利要求
1.一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟一、將原料煤、催化劑和助催化劑混合均勻，然后將混合物粉碎至粒度不大于200 目，得到載有催化劑的煤粉；所述催化劑為納米鐵系催化劑，催化劑的用量為原料煤重量的 0. 5% 3% ；所述助催化劑為單質(zhì)硫，助催化劑的用量為原料煤重量的 5% ；步驟二、采用溫度為700°C 800°C的半焦粉對(duì)步驟一中所述載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，然后一同置于熱解反應(yīng)器中，向熱解反應(yīng)器中通入氫氣使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa 9MPa，在溫度為380°C 650°C的條件下熱解反應(yīng)0. Imin 30min，得到固體半焦粉和混合氣體；所述載有催化劑的煤粉與半焦粉的質(zhì)量比為1 1 3;步驟三、將步驟二中所述混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；步驟四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將步驟三中所述煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，然后將氫氣通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用；步驟五、將步驟四中所述剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，然后將硫化氫通入步驟二中所述熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫進(jìn)行循環(huán)利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，步驟一中所述納米鐵系催化劑是按以下方法制備而成向質(zhì)量濃度為10% 20%的硫酸亞鐵溶液中加入分散劑和沉淀劑，在室溫下攪拌反應(yīng)池 他，得到膠粒尺寸不大于20nm的納米鐵系催化劑；所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，分散劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的0. 0. 2% ；所述沉淀劑為尿素，沉淀劑的加入量為硫酸亞鐵溶液質(zhì)量的2% 4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，步驟二中所述熱解反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，步驟二中所述熱解反應(yīng)器中的壓力為5MPa 7MPa，溫度為450°C 550°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，步驟四中所述氫氣的通入量為使熱解反應(yīng)器中的壓力達(dá)到4MPa 9MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤炭干餾液化方法，其特征在于，步驟五中所通入的硫化氫中硫的總量為步驟一中所述助催化劑單質(zhì)硫的用量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種煤炭干餾液化方法，該方法為一、將原料煤、催化劑和助催化劑混合均勻，粉碎得到載有催化劑的煤粉；二、采用半焦粉對(duì)載有催化劑的煤粉進(jìn)行混合預(yù)熱，置于熱解反應(yīng)器中進(jìn)行熱解反應(yīng)，得到固體半焦粉和混合氣體；三、將混合氣體在常壓條件下過(guò)濾冷卻后，得到焦油和煤氣；四、采用常規(guī)合成氣變換工藝將煤氣變換后分離得到氫氣和剩余氣體，將氫氣通入熱解反應(yīng)器中循環(huán)利用；五、將剩余氣體經(jīng)甲醇洗脫后得到硫化氫，將硫化氫通入熱解反應(yīng)器中代替助催化劑單質(zhì)硫循環(huán)利用。本發(fā)明在干餾過(guò)程中加氫加壓，并采用廉價(jià)的納米鐵系催化劑對(duì)煤炭進(jìn)行液化，操作壓力低，成本低，液體收率高，對(duì)于降低煤制油轉(zhuǎn)化成本具有重要意義。
文檔編號(hào)C10B53/04GK102391886SQ20111028866
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者何中和, 曹戈, 王悅, 趙鵬, 閻鑫, 高凱 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)