專利名稱：煤液化的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煤液化的方法，更特別涉及煤液化生產溶劑精制煤的方法。
圖3表示煤液化的常規(guī)方法流程圖。本發(fā)明說明書中將術語“煤液化”定義為通過煤與氫氣反應生產液化油的反應和生產溶劑精制煤的反應。按照常規(guī)液化方法，將從下面描述的蒸餾步驟中得到的煤粉和液化油(溶劑)加入淤漿罐1中，在攪拌下將其混合制備煤泥。將此煤泥加壓并使其與主要由氫氣組成的氣體(再循環(huán)氫氣)混合，然后加入預熱器2中，其中氫氣是在下面描述的純化步驟中分離出來的。將加入預熱器2的煤泥加壓至100atm或更高并加熱至400℃或更高，然后加入煤液化反應器3。煤液化反應器3在氫氣正壓下并在高溫下進行液化反應。
將離開反應器3的液化反應的產品加入氣體分離器4中，將產品分離成氣體及含液化油和未液化物質的液化淤漿。
液化淤漿含有大量灰和主要由未反應的有機殘余物主成的未液化物質。由于這種未液化物質在后續(xù)處理如蒸餾中造成困難，將液化的淤漿送入過濾器50中分離未液化的物質。將無未液化物質的溶液送入蒸餾單元5中分餾為輕油和燃料油并回收液化油。將一部分液化油加入淤漿罐1中作為制備煤泥的溶劑。將由過濾器50分離出的濾餅送入生產氫氣的設備51中作為生產氫氣的原材料并在該設備中氣化。
另一方面，將在氣體分離器4中分離出的氣體送入氣體純化單元6中純化。由于氣體主要由氫氣組成，將氣體再循環(huán)并加入液化反應器3中的煤泥中。然而再循環(huán)的氫氣不足以進行液化反應，因此將通過氣化從生產氫氣的設備51中卸出的過濾殘余物而得到的氫氣加入煤泥中。生產氫氣的設備51由多個處理步驟組成，這些步驟包括殘余物在氧氣存在下完全分解的氣化步驟，為純化產生的分解氣體的純化步驟，富集氫氣的步驟(其中生成的氣體中的CO氣體經置換反應產生富氫的氣體)，氣體冷卻步驟和利用堿從氣體中除去CO2的步驟。在這種方法中，生產氫氣的設備很復雜。
根據上述常規(guī)方法，液化反應必須使用氫氣，該氫氣在特別復雜的氫氣生產設備51中制備。由于氫氣生產設備51很復雜，因此該設備昂貴(在某些情況，接近液化裝置總投資的40％)、同時涉及的操作成本高。因此對于液化產品的總成本、氫氣生產所占成本部分變得很高。
同時，常規(guī)方法的液化反應要在400至480℃(通常430至450℃)高溫和100至300atm(通常150至200atm)高壓下進行。結果進一步增加投資成本和運行成本。
本發(fā)明的目的在于提供一種顯著降低煤液化產品成本的煤液化方法。
為達到此目的，本發(fā)明提供一種煤液化方法，它包括步驟(a)由煤粉、溶劑和催化劑生產煤泥，按100重量份煤計，所述溶劑為100至233重量份，所述催化劑為0.5至10重量份；(b)將煤泥與焦爐氣在溫度350至480℃、壓力20至200atm下反應形成液化產品；(c)將液化產品分離成液化淤漿和氣體；(d)蒸餾液化淤漿形成液化油和溶劑精制煤；和(e)再循環(huán)所述液化油作為步驟(a)的溶劑。


圖1為本發(fā)明一個實施方案的流程圖。
圖2為本發(fā)明另一實施方案的流程圖。
圖3為常規(guī)的煤液化方法流程圖。
在煤液化反應過程中，將氫氣加入通過高分子量的煤熱分解形成的碎片中，同時碎片降低分子量生成液化物質。已經知道氫氣向熱分解碎片的轉移可通過下面給出的三個轉移過程控制。
(1)氫氣在煤中的轉移煤具有富氫的一部分和氫不足的另一部分。當煤被加熱時，形成兩類熱分解碎片。一類是富氫的熱分解碎片，另一類是貧氫的熱分解碎片。氫從富氫碎片轉移至貧氫碎片。轉移氫降低了熱分解碎片的分子量并穩(wěn)定之。
(2)氫從溶劑中的氫給體組分轉移(3)氫的間接轉移將氫氣溶于溶劑中。將溶劑在液化催化劑存在下氫化并從不能給氫性能向給氫性能轉化以誘導氫轉移。這種類型的轉移是間接轉移。
因此，在煤液化反應中，由煤熱分解產生的碎片量必須與轉移至碎片的氫的量平衡。如果反應在打破平衡的溫度和壓力下進行，則需要轉移進碎片中的氫氣生成量不足，并且會發(fā)生煤液化的逆反應。一旦發(fā)生逆反應，在液化過程中再循環(huán)入煤泥中的溶劑被反應體系截流，這樣減少了作為產品的液化油的收率。同時收率降低使生成的液化油量減至低于再循環(huán)的溶劑量，并且不能再循環(huán)溶劑(液化油)。在某些情況，可在某一時刻發(fā)生淤漿結焦。在這種情況下，在反應器壁的內表面上形成焦炭層，使液化裝置的運轉造成困難。
由于上述原因，顯然在現有技術中看到當反應溫度為400至480℃時，液化反應不可避免地要在100至300atm的高壓下進行。
然而，根據本發(fā)明人的研究結果，當液化方法的目標產品是溶劑精制煤(SRC)并且當為生產大量SRC和液化油而進行液化反應時，發(fā)現即使反應壓力低，也可通過由降低反應溫度減少氫轉移量使反應有效地進行。
因此，根據本發(fā)明，即使當含50至60vol％氫氣的焦爐氣作為反應的氫源時，液化反應也不必在特別高的反應壓力下進行，進行反應的壓力為20至200atm，屬于非常低的壓力區(qū)域。
反應溫度被確定在使溶劑的氫化速率超過氫從溶劑轉移至煤熱分解生成的碎片中的速率的區(qū)域內。然而在某些溫度區(qū)域內，由于催化劑的應用，進入溶劑中的氫氣量變得大于氫從溶劑轉移至熱分解碎片中的氫氣量。
因此，即使在發(fā)生煤液化的逆反應溫度區(qū)域內，通常催化劑也會加速液化反應。因此，進行液化反應的溫度向相當高的溫度值偏移。此外，上述氫轉移平衡使反應溫度范圍向低溫值擴展。本發(fā)明可使液化反應在350至480℃的寬溫度范圍內進行，這樣液化裝置的操作變得容易了。
在本發(fā)明中，溶劑與煤的比例按干燥的無灰基計算。
本發(fā)明中各種類型的煤都適用。可提及煙煤、次煙煤、和褐煤。煙煤可以是粘結性煤或非粘結性煤。煤的品級低于煙煤的非粘結煤是更優(yōu)選的，這種煤是更經濟的通用煤。煤粉的顆粒為約20至300目，更優(yōu)選約60至80目。
將在后續(xù)過程中生成的并分離出來的液化油在液化過程中作為溶劑再循環(huán)。煤與溶劑的重量比范圍為100/100至100/233，優(yōu)選為100/100至100/170。當煤與溶劑的比例低于100/100時，煤泥的粘度迅速增高，液化裝置的運轉變得困難。當煤與溶劑的比例超過100/233時，溶劑的再循環(huán)量增加，同時液化產品的生產成本升高，這是不利的。
將催化劑應用于煤泥的液化反應是本發(fā)明的一個特點。用鐵催化劑作為催化劑。將硫加入鐵催化劑中是優(yōu)選的。含鐵和硫的黃鐵礦也可用作催化劑。正如下面描述的，催化劑的作用是通過溶于溶劑中的氫使溶劑氫化，因此稱之為氫化。催化劑的用量按煤與催化劑的重量比范圍表示為100/0.5至100/10，更優(yōu)選為100/0.5至100/4。當煤與催化劑之比低于100/0.5時，氫轉移反應的效率降低會引起逆反應。當煤與催化劑之比超過100/10時，增加昂貴的催化劑的消耗量，如此增加液化產品的生產成本，同時增加溶劑精制煤(SRC)中的灰含量，因此會降低產品的質量。
當通過將高熱量試劑與煤泥混合進行液化反應時，由于因熱分解形成的烴的生成和提高煤轉化，因此液化產品的收率增加。高熱量試劑是通過熱分解形成的液態(tài)或氣態(tài)烴的通用材料名，例如重油和塑料。重油是高沸點殘余物如自煤產生的重油和自石油產生的重油。塑料包括形成的聚合物產品如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯或其廢棄物(廢塑料)等。
例如，當液化反應通過混合重油進行時，輕油的收率增加以易于確保再循環(huán)溶劑。調節(jié)加入的重油使溶劑與重油的重量比為約100/5至100/20。當溶劑與重油之比小于100/5時，會削弱上述優(yōu)點，并且加入的重油明顯變少，當比例超過100/20，生產成本增加，這是不利的。特別是當加入的自石油產生的重油超過上述比例時，在制得的SRC中來自重油的鏈烷烴組分增加，并且導致結焦會降低產品的質量，這也是不利的。
當通過加入塑料進行液化反應時，節(jié)約能量。由于塑料熱分解是吸熱反應，需要大量的能量。然而，塑料的熱分解與液化反應同時進行，塑料可通過由煤液化反應產生的熱量進行熱分解。當塑料是聚苯乙烯時，易于熱分解。聚乙烯和聚丙乙烯不易熱分解，因此預料它們中的一部分作為殘余物保留。如果分解處理僅與煤液化一起進行，則殘余物對設備的運行無不利影響，因為殘余物與SRC一起卸出。塑料的加入比隨塑料的種類不同而不同。加入的塑料的優(yōu)選上限按煤與塑料的重量比計為約100/25，當比例超過100/25時，會增加液化塑料的氫氣消耗量，同時用于煤液化的氫氣變得不足，如此引起逆反應。
其次，使煤泥在氫氣存在下進行液化反應，氫氣可以是焦爐氣和富氫的焦爐氣。氫濃度為45至80vol％，優(yōu)選為50至80vol％。對于每1kg煤泥，作為氫氣的加入體積范圍為0.1至2Nm3，更優(yōu)選為0.2至1Nm3。
反應溫度優(yōu)選為350至480℃。當反應溫度低于350℃時，反應速率降低，并且煤液化轉化速率(煤到液化產品的轉化速率)降低。當反應溫度超過480℃時，相對于煤液化的逆反應支配反應體系，同時裝置的運轉變得困難。雖然上述溫度范圍使液化反應進行，更優(yōu)選的溫度范圍為390至420℃。
對于反應壓力，優(yōu)選為20至200atm。當反應壓力低于20atm時，氣相中的氫氣量相對于煤的量太小，并且煤液化反應的逆反應支配反應體系。當反應壓力超過200atm時，投資成本顯著增加，這不是有利的。反應壓力范圍更優(yōu)選為30至100atm。反應壓力可僅取決于氫氣，但通常使用含有其它氣體組分的混合氣體。其它氣體組分可以是氮氣、一氧化碳、二氧化碳和氣態(tài)烴如甲烷、乙烷和乙烯。
優(yōu)選的反應時間范圍為10至120分鐘。反應器可以是常規(guī)的管式反應器，攪拌可通過吹氣(焦爐氣)進行。
將在液化反應中制得的液化產品分離成液化淤漿和氣體，氣體在壓力20至200atm、溫度300至400℃下存在于氣相中。氣體主要由氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、氮氣、二氧化碳和水蒸汽組成。
分離出的液化淤漿通過真空蒸餾處理分離出液化油和溶劑精制煤。蒸餾的優(yōu)選條件為溫度300至350℃，壓力1至5乇。使催化劑保留在溶劑精制煤中。通常如此制得的溶劑精制煤的收率范圍，按煤的量計(包括灰和水含量)為50至90％，更優(yōu)選為70至85％。
對于液化油，必須再循環(huán)作為煤泥的溶劑量。從體系中移出剩余溶劑以有效利用。
圖1為本發(fā)明的一個實施方案流程圖，將煤粉、由后續(xù)步驟中再循環(huán)的液化油(溶劑)和液化催化劑加入煤泥罐1中。將這些材料在煤泥罐1中攪拌和混合以制備煤泥。
將煤泥通過淤漿泵加壓，并通過預熱器2加入反應器3中。作為用于液化反應的氫氣源，通過壓縮機7將焦爐氣或富氫的焦爐氣加壓至規(guī)定的壓力并在漿料進入預熱器2和反應器3之前加入煤泥中。焦爐氣的富氫處理可以是下列兩種處理方法之一。其一是使焦爐氣按方程式(1)表示的進行甲烷轉化反應，然后使其按方程(2)表示的進行置換反應。其二是將焦爐氣用膜分離使其富集氫氣。
(1)(2)與焦爐氣混合的煤泥在溫度為350至480℃的反應器中并在壓力20至20atm下反應。在預定的停留時間期間，將煤泥變成氣體和液化淤漿(它是液化油與未液化物質的混合物)。將這些液化產品送入氣體分離器4中。
氣體分離器4將液化產品分離為液化漿料和氣體。該氣體在氣體純化單元6中精制，然后通過再循環(huán)入反應體系中再用作氫源，或移出反應體系外。
當反應器3中的壓力為30atm或更大時，將純化過的氣體加入氣體膨脹器8中，該膨脹器通過管線30與壓縮機7相連。當純化氣體用作驅動壓縮機的動力時，其壓力被減至接近大氣壓并回到焦爐氣供應體系中用作燃料氣體和化學試劑的原料，這些化學試劑是通用的。當反應壓力低于30atm時，將純化氣體經管線31移出并將壓力降至接近大氣壓，然后送回焦爐氣供應體系。
將液化淤漿通過降壓閥使壓力降至大氣壓，然后不經過濾處理在含有不溶有機物和灰的同時加入蒸餾柱5中。對于從蒸餾柱5中蒸餾出的液化油，其一部分成為輕油產品，余下的再循環(huán)入淤漿罐1中。從蒸餾柱的底部，卸出含有不溶有機物質和灰的溶劑精制煤(SRC)。SRC用作煉焦煤生產高質量的焦炭。
圖2表示本發(fā)明的另一實施方案。與圖1具有相同功能的單元和設備在兩個圖中具有相同的圖面標號，因此省略對其的解釋。根據本實施方案，在另一步驟中將高熱量物質如重油和熔化的廢塑料加壓并在進入預熱器之前，將其通過管線20加入反應體系中與煤泥混合。將混有高熱量的煤泥通過預熱器2送入反應器3中。在反應器3中，開始煤液化反應，同時重油和廢塑料被熱分解。將熱分解的產品混入液化淤漿、氣體和煤液化產品中，然后從反應器中卸出。
當重油與廢塑料同時與煤泥混合時，加熱和加壓的重油可通過進料管線輸入，同時熔化并加壓的廢塑料通過另一管線輸入。
實施例1將通用的煤按下面圖1中描述的方法液化。將未富氫處理的焦爐氣用作氫源。焦爐氣的組成如下表1所示。
表1
將通用煤(粉碎至100％篩過80目，按干基重量計含有8.26％的灰和2.75％的水)以112kg/小時的速率加入淤漿罐1中。將在蒸餾柱5中制得的液化油(再循環(huán)溶劑)以150kg/小時的速率加入罐中。將天然黃鐵礦(FeS2)作為催化劑以3kg/小時的速率加入罐中。將這些組分在攪拌下相互混合制備煤泥。如此制得含重量比為煤(按無灰干基計)/溶劑/催化劑為100/150/3的淤漿。
將煤泥加壓至100atm。將焦爐氣加壓至100atm，并以100Nm3/小時的速率加入淤漿中在預熱器2的進口混合。將煤泥與焦爐氣的混合物在預熱器2中加熱。并將加壓至100atm的焦爐氣以65Nm3/小時的速率加入混合物中并進一步混合。再將此混合物加入反應器3中在440℃、100atm條件下進行液化反應，停留時間為20分鐘。
實驗條件和結果示于表2中。液化油從蒸餾柱5中以156kg/小時的速率制得，并將液化油以150kg/小時的速率再循環(huán)至煤泥罐1中作為再循環(huán)溶劑。如此制得6kg/小時的輕油作為產品。
從蒸餾柱5的底部，以86kg/小時制得SRC。該SRC含有15.1wt％的不溶有機物質和14.0wt％的灰。由于不溶有機物質的含量不多，SRC可用作生產高質量焦炭的煉焦煤。
完成實驗后，將反應器3打開檢查內壁表面，發(fā)現無煤泥結焦。
實施例2使用與實施例1相同的條件進行煤液化反應，不同的是反應溫度選用410℃。實驗條件和結果示于表2中。
從表2中可以看出，實施例2的實驗以15kg/小時提供輕油作為產品并以82kg/小時提供含液化催化劑、灰和不溶有機物質的SRC。
SRC含8.5wt％的不溶有機物質和14.6wt％的灰。如此制得的SRC所含的有機物質低于實施例1中制得的SRC。因此，制得的SRC對于用作生產高質量焦炭的煉焦煤是更優(yōu)選的。
同樣在本實驗中，未發(fā)現反應器3的內壁表面有煤泥結焦。
實施例3使用與實施例2相同的條件進行煤液化反應，不同的是反應溫度選用400℃、反應壓力選用30atm，停留時間選用60分鐘。實驗條件和結果給出于表2中。
實施例3的實驗以9kg/小時提供輕油作為產品，并以86kg/小時提供含液化催化劑、灰和不溶有機物質的SRC。
該SRC含12.8wt％的不溶有機物和14.0wt％的灰。如此制得的SRC所含的有機物質低于實施例1中制得的SRC。因此，SRC對于用作生產高質量焦炭的煉焦煤是更優(yōu)選的。
同樣本實驗中，未發(fā)現在反應器3內壁表面有煤泥結焦。
實施例4在下列條件下進行煤液化反應反應溫度400℃、壓力70atm、停留時間60分鐘、煤輸入速率138kg/小時(灰輸入速率11.1kg/小時、水含量輸入速率3.7kg/小時)、溶劑輸入速率123kg/小時，即煤(按無灰干基計)與溶劑之比為1/1。作為液化催化劑，以4kg/小時輸入天然鐵礦石。實驗條件和結果示于表2中。
實施例4的實驗以3kg/小時提供輕油作為產品，并以117kg/小時提供含液化催化劑、灰和不溶有機物質的SRC。
該SRC含17.9wt％的不溶有機物質和12.9wt％的灰。如此制得的SRC可用作生產高質量焦炭的煉焦煤。
盡管煤與溶劑的比例高于比較例3，未發(fā)現在反應器3內壁表面上有結焦。
實施例5使用反應溫度390℃進行實驗。實驗條件和結果示于表2中。
實施例5的實驗以9kg/小時提供作為產品的輕油，并以88kg/小時提供含液化催化劑、灰和不溶有機物的SRC。
該SRC含10.5wt％的不溶有機物和13.9wt％的灰。因此該SRC對于用作生產高質量焦炭的煉焦煤是優(yōu)選的。
同樣在本實驗中，未發(fā)現在反應器3的內壁表面上有結焦。
實施例6按與實施例5相似的工序進行實驗，不同的是使用如下條件反應溫度420℃、反應壓力50atm、停留時間60分鐘。實驗條件和結果示于表2中。
實施例6的實驗以11kg/小時提供輕油作為產品，并以83kg/小時提供含液化催化劑、灰和不溶有機物質的SRC。
該SRC含9.3wt％的不溶有機物質和14.8wt％的灰。如此制得的SRC顯示其質量與實施例2中制得的相近。因此，該SRC對于用作生產高質量焦炭的煉焦煤是最優(yōu)選的。
同樣在本實驗中，未發(fā)現在反應器3的內壁表面上有煤泥結焦。
表2
<p>表2質量評價欄中的標記(○)表示SRC可用作生產高質量焦炭的煉焦煤，標記(×)表示SRC不可用作生產高質量焦炭的煉焦煤。
比較例1至4應用在實施例1至6中使用的實驗方法。使用與用于這些實施例中具有相同組成的焦爐氣和煤進行液化實驗。比較例1至3不使用催化劑。比較例4在升高反應溫度或485℃進行。實驗條件和結果示于3。
在不使用催化劑的比較例1至3和比較例4中，生產的液化油量少于作為制備煤泥再循環(huán)的必須溶劑量，并且不能進行溶劑再循環(huán)操作。結果，得不到作為產品的輕油。此外，得到的SRC含有20wt％或更多的不溶有機物質，因此這種SRC不適合用作制備高質量焦炭的煉焦煤。同時，在反應器3的內壁表面上沉積結焦，反應溫度難以維持。
當比較例1的結果與實施例1的結果比較時，兩者之間的實驗條件差別僅是存在/不存在催化劑，然而，結果是在實施例1中滿意，而在比較例1中不滿意。因此，推斷差別源于存在/不存在催化劑。
當比較例4(其中反應溫度升至485℃)與實施例1比較時，兩者之間的實驗條件差僅是反應溫度。然而，結果是在實施例1中滿意，而在比較例4中不滿意。在比較例4的實驗中，過高的反應溫度應引起相對于煤液化反應的逆反應。
表3<
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實施例7采用在實施例1中使用的實驗裝置。在混有高熱量物質的情況下進行液化實驗。加入的焦爐氣和煤與用于實施例1中的具有相同組成(示于表1中)。
各組分加入反應器3的速率為煤101kg/小時(按干基重量計灰8.1kg/小時，水含量2.7kg/小時)、再循環(huán)溶劑135kg/小時，在石油精煉中作為重油的流化催化裂解殘余物27kg/小時、作為液化催化劑的天然黃鐵礦3kg/小時，或煤(按無灰干基計)/再循環(huán)溶劑/重油的重量比100/150/30。煤液化反應在與實施例2相同條件(反應溫度410℃、反應壓力100atm、停留時間60分鐘)下進行。結果示于表4中。
從表4中看出，實施例7的實驗從蒸餾柱中以164kg/小時提供液化油，該液化油含有29kg/小時的輕油作為產品。液化油的其它部分作為溶劑以135kg/小時的速率再循環(huán)入煤泥罐1中。從蒸餾柱5的底部，以5.76kg/小時得到含不溶有機物質和灰的SRC。該SRC含14.1wt％的不溶有機物質和10.7wt％的灰。
如此制得的作為產品的輕油和SRC的量與實施例2(在與實施例7相同的條件下進行)中制得的量相比，發(fā)現如下結果在實施例2中，輕油與加入的煤(按無灰干基計)的重量比為15％，SRC(不包括灰和不溶有機物質)與加入的煤的重量比為63.1％。然而，在實施例5中，輕油的比例為32.2％，SRC的比例為63.4％。換言之，其中加入重油的實施例7得到的輕油收率高于其中不加重油的實施例2，并且實施例7比實施例2更容易得到溶劑。
實施例8
在表4給出的條件下進行實驗。各組分加入反應器的速率為煤90kg/小時(按干基重量計，灰7.2kg/小時，水含量2.4kg/小時)，再循環(huán)溶劑150kg/小時，廢塑料(1/1/1的聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯混合物)20kg/小時，作為液化催化劑的天然黃鐵礦3kg/小時或80/20/150重量比的煤(按無灰干基計)/廢塑料/回收溶劑。煤和廢塑料的同時處理在與實施例2相同的反應條件下進行。結果示于表4中。
從蒸餾柱中，以176kg/小時得到液化油，它包括作為產品的26kg/小時的輕油。從柱底以72kg/小時得到包括不溶有機物和灰的SRC。該SRC包括12.6wt％的不溶有機物和10.0wt％的灰。
將作為產品的輕油和SRC的量與實施例2(使用與實施7相同的條件)制得的進行比較。結果是在實施例2中15％的輕油和63.1％的SRC，而在實施例8中為32.3％的輕油和69.3％的SRC。換言之，其中將塑料加入反應體系的實施例8得到的高的輕油收率，并且容易確保必須的再循環(huán)溶劑量。
實施例9在與實施例2相同的條件下同時進行煤、廢塑料和重油的處理，不同的是各組分加入反應器的速率為煤90kg/小時(按干基重量計灰7.2kg/小時、水含量2.4kg/小時)、再循環(huán)溶劑150kg/小時、廢塑料(1/1/1的聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯的混合物)10kg/小時、重油15kg/小時、作為液化催化劑的天然黃鐵礦3kg/小時或重量比80/10/150/15的煤(按無灰干基計)/廢塑料/再循環(huán)溶劑/重油。得到的結果示于表4中。
以183kg/小時得到包括33kg/小時的作為產品的輕油的液化油，并以71kg/小時得到包括不溶有機物和灰的SRC。該SRC包括12.8wt％的不溶有機物和14.4wt％的灰。
在實施例9中制得的輕油和SRC與加入的煤(基于無灰干基重量)的比對于輕油為41.0％，對于SRC為64.3％，而在實施例2中對于輕油為15％，對于SRC為63.1％(不包括灰和不溶有機物)。換言之，與其中不將重油或廢塑料加入反應體系的實施例2相比，實施例9的輕油收率增加。因此，證明實施例9容易確保必須的再循環(huán)溶劑量。
表4
<p>根據本發(fā)明，將特別低廉的焦爐氣用作液化反應的氫氣源，因此會顯著降低液化產品的生產成本。
此外，液化反應可在反應溫度350至480℃，反應壓力20至200atm下進行。由于反應條件包含低溫區(qū)域和低壓區(qū)域，因此投資成本和操作成本降低，并進一步降低液化產品的生產成本。
同時，當重油與塑料混合并與煤一起液化時，這些材料的熱分解產生烴并且煤的轉化增加，這樣提高了液化產品的收率，因而降低了液化產品的生產成本。
權利要求
1.一種煤液化的方法，包括步驟(a)由煤粉、溶劑和催化劑生產煤泥，按100重量份煤計所述溶劑為100至233重量份，所述催化劑為0.5至10重量份；(b)將煤泥與焦爐氣在溫度350至480℃、壓力20至200atm下反應形成液化產品；(c)將液化產品分離為液化淤漿和氣體；(d)蒸餾液化淤漿形成液化油和溶劑精制煤；(e)再循環(huán)所述液化油作為步驟(a)的溶劑。
2.權利要求1的方法，進一步包括在步驟(a)中向煤泥中混合高熱量物質的步驟，其中高熱量物質通過熱分解產生液態(tài)或氣態(tài)烴。
3.權利要求2的方法，其中高熱量物質是重油。
4.權利要求2的方法，其中高熱量物質是塑料。
5.權利要求1的方法，其中催化劑為黃鐵礦。
6.權利要求1的方法，其中步驟(d)的蒸餾在溫度300至350℃，壓力1至5乇下進行。
7.權利要求1的方法，其中步驟(b)中的溫度為390至420℃，步驟(b)中的壓力為30至100atm。
全文摘要
一種煤液化的方法，包括步驟(a)由煤粉、溶劑和催化劑生產煤泥，按100重量份煤計所述溶劑為100至233重量份，所述催化劑為0.5至10重量份；(b)將煤泥與焦爐氣在溫度350至480℃，壓力20至200atm下反應形成液化產品；(c)將液化產品分離為液化淤漿和氣體；(d)蒸餾液化淤漿形成液化油和溶劑精制煤；(e)再循環(huán)所述液化油作為步驟(a)的溶劑。
文檔編號C10G1/08GK1139149SQ96102808
公開日1997年1月1日 申請日期1996年3月29日 優(yōu)先權日1995年3月31日
發(fā)明者佐藤芳樹, 山口宏, 奧山泰男, 板垣省三, 持田典秋, 松原健次 申請人:工業(yè)技術院, 日本鋼管株式會社, 日本鋼管技術服務公司