煤炭液化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种煤炭液化方法和装置。本发明专利技术的煤炭液化方法包括：使煤浆与氢气进行第一次液化反应，得到第一液化产物，第一液化产物包括第一气体混合物和第一重质产物，第一气体混合物包括第一液化轻油和第一气体产物；以及分离第一液化产物中的第一重质产物，使第一重质产物与氢气进行第二次液化反应，得到第二液化产物，在进行第二次液化反应之前或者过程中，该方法还包括向第一重质产物中添加第一加氢催化剂的步骤。通过本发明专利技术的方法和装置，可提高煤的转化率、油收率，同时降低氢耗和气体产率。

【技术实现步骤摘要】
煤炭液化方法和装置
本专利技术属于煤化工领域，具体而言，涉及一种煤炭液化方法和装置。
技术介绍
现有的煤直接液化工艺是将煤粉、溶剂油、催化剂等配成一定浓度的煤浆，再与氢气混合，先后进入煤浆预热器、煤液化反应器中，在一定的条件下(反应温度400～450℃，反应压力10-30MPa)先后进行反应，并将反应产物在分离器中进行分离，分别获得气体产品、液化油品和固体残渣的过程。利用现有的煤直接液化工艺将煤转化为液相产品的过程中，所产生的产物既有馏程<300℃的石脑油、柴油馏分，也有馏程在300～500℃的液化重油馏分，以及一部分馏程>500℃的沥青类物质，还有一部分因为反应深度不够，导致无法得到转化的难反应煤。煤直接液化工艺的目标产物是馏程较低的轻质油，因此为了实现将煤直接液化过程中产生的液化重油、沥青类物质以及未转化煤的进一步转化，公开号为CN1869159A的中国专利申请提出将反应产物在高温高压分离器中进行气液分离后，将分离器底部的液相产物循环回反应器入口进行再次反应，从而一方面增加了液化重质产物的停留时间，另一方面可以避免液化轻油的二次分解，最终提高了油收率以及降低了氢耗。为了实现同样的目的，也有现有技术提出将第二段煤直接液化反应器改为液相上进下出的流动形式，同时将二段反应器出口物料部分循环回反应器入口进行循环。分析现有技术可以看出，目前大部分煤直接液化工艺是在一个反应体系内完成整个液化反应。即使一些改进方案提出将液化反应分成两段进行，但同样是将部分物质重新循环回反应器，从而通过增加这部分物质的反应停留时间来提高油收率的。目前，仍然需要一种新的煤炭液化方法和装置，不仅能够实现煤直接液化中难反应沥青类物质和煤的深度转化，而且能够在降低氢耗和气产率的同时提高目标液化油产品的收率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的煤碳液化方法和装置，以实现煤直接液化中难反应沥青类物质和煤的深度转化，降低氢耗的同时提高目标液化油产品的收率。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种煤炭液化方法，包括以下步骤：使煤浆与氢气进行第一次液化反应，得到第一液化产物，第一液化产物包括第一气体混合物和第一重质产物，第一气体混合物包括第一液化轻油和第一气体产物；以及分离所述第一液化产物中的第一重质产物，使第一重质产物与氢气进行第二次液化反应，得到第二液化产物，在进行第二次液化反应之前或者过程中，该方法还包括向第一重质产物中添加第一加氢催化剂的步骤。进一步地，上述方法包括对该第一液化产物进行第一次分离，分离得到该第一重质产物，优选该第一次分离在250～420℃下进行。进一步地，上述第一加氢催化剂以油溶分散液的形式添加至该第一重质产物中；优选该第一加氢催化剂为金属的单质、氧化物或盐，该金属为钴、钼或镍；更优选，该第一加氢催化剂的粒径小于等于200μm；进一步优选地，以干基煤粉计，该第一加氢催化剂的用量为该干基煤粉质量的0.01～0.1％，该油溶分散液中的油性溶剂的来源为下述(A)、(B)之一或其组合：(A)煤炭液化生成的重质油、或者经过加氢的重质油；(B)焦油、蒽油、洗油、高芳烃稠油或者它们的加氢油。进一步地，上述第二液化产物包括第二气体混合物和第二重质产物，该第二气体混合物包括第二液化轻油和第二气体产物，该方法在得到该第二液化产物之后，还包括：对该第二液化产物进行第二次分离，分离得到该第二气体混合物；优选地，该第二次分离的温度为250～420℃。进一步地，在上述第二次分离之后，该方法还包括：将该第一气体混合物与该第二气体混合物进行混合，得到第三气体混合物；对该第三气体混合物进行冷却，得到油水混合物；以及对该油水混合物进行油水分离，得到馏分<350℃的轻质油。进一步地，上述方法在通过该第二次分离得到该第二重质产物之后还包括：对该第二重质产物进行减压蒸馏，得到馏分在200～500℃的重质油。进一步地，上述第一次液化反应之前，该方法还包括将第二加氢催化剂与该煤浆进行混合的步骤；优选该第二加氢催化剂以油溶分散液的方式与该煤浆进行混合；更优选，该第二加氢催化剂是磁黄铁矿、硫铁矿、煤基铁系负载催化剂；再次优选该第二加氢催化剂为颗粒状，进一步优选该第二加氢催化剂的粒度小于等于200μm；进一步更优选地，以干基煤粉计，该第二加氢催化剂的用量为该干基煤粉质量的0.1～5％。进一步地，上述煤浆中的浆液选自减压渣油、蜡油、煤焦油以及油砂中的一种或多种；更优选，以干基煤粉计，该煤浆中煤粉的浓度为5～50wt％。进一步地，在上述第一次液化反应中，每小时内该氢气与该煤浆的混合比例为100～1500Nm3：1t；优选地，在该第二次液化反应中，每小时内氢气与第一重质产物的混合比例为100～1500Nm3：1t。进一步地，上述第一次液化反应在400-455℃下进行，优选该第二次液化反应在420-475℃下进行；更优选地，该第一次液化反应和/或该第二次液化反应在沸腾床反应器中进行。本专利技术的另一个方面还提供一种煤炭液化装置，包括第一液化反应单元，具有第一液化产物出口；第一产物分离单元，与该第一液化产物出口相连通，具有第一气体出口与第一重质产物出口；以及第二液化反应单元，与该第一重质产物出口通过第一重质产物输送管路相连通，具有第二液化产物出口，在该第一重质产物输送管路上或该第二液化反应单元上设置有催化剂入口。进一步地，上述第一产物分离单元包括第一高温高压分离器，该第一高温高压分离器包括第一气体出口、第一重质产物出口以及气液入口，该气液入口与第一液化产物出口相连。进一步地，上述第一液化反应单元还包括第一物料入口和第一循环物料出口，该第一循环物料出口通过第一循环管线与该第一物料入口相连通。进一步地，上述第二液化反应单元还包括第二物料入口和第二循环物料出口，该第二物料入口与该第一重质产物出口相连通，该第二循环物料出口通过第二循环管线与该第二物料入口相连通。进一步地，上述装置还包括第二产物分离单元，该第二产物分离单元与该第二液化反应单元的第二液化产物出口相连通；优选该第二产物分离单元包括第二高温高压分离器，第二高温高压分离器与第二液化产物出口相连通。进一步地，上述第二产物分离单元还包括第二气体出口，该装置还包括冷凝单元和气液分离单元，该冷凝单元包括待冷凝气入口和冷凝液出口，该第一气体出口和该第二气体出口分别与该待冷凝气入口相连通，该冷凝液出口与气液分离单元相连通。进一步地，上述第二产物分离单元还包括分离液出口，该分离液出口与第一储罐相连通。进一步地，上述气液分离单元包括气出口和油水出口，该气出口通过第一循环压缩机与氢气供源管线相连通，该油水出口与第二储罐相连通。进一步地，上述装置还包括催化剂管线，该催化剂管线通过催化剂泵与催化剂入口相连通。应用本专利技术的技术方案，为了促进难反应的沥青类物质的深度液化，本专利技术首次提出，在第二次液化反应前或过程中增加添加催化剂的步骤，添加的催化剂促进沥青类物质的液化反应，从而实现了煤的深度转化，提高了煤的转化率、油收率。此外，本专利技术的装置和方法还降低了氢耗和气体产率。在本专利技术优选的实施例中，通过在第一次液化反应后设置液化轻油和气体产物的分离步骤，及时对第一次液化反应中生成的目标液化油品进行了分离，降低了第一次液化反应中所生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭液化方法，其特征在于，所述方法包括：使煤浆与氢气进行第一次液化反应，得到第一液化产物，所述第一液化产物包括第一气体混合物和第一重质产物，所述第一气体混合物包括第一液化轻油和第一气体产物；以及分离所述第一液化产物中的第一重质产物，使所述第一重质产物与氢气进行第二次液化反应，得到第二液化产物，在进行所述第二次液化反应之前或者过程中，所述方法还包括向所述第一重质产物中添加第一加氢催化剂的步骤。

【技术特征摘要】
1.一种煤炭液化方法，其特征在于，所述方法包括：使煤浆与氢气进行第一次液化反应，得到第一液化产物，所述第一液化产物包括第一气体混合物和第一重质产物，所述第一气体混合物包括第一液化轻油和第一气体产物；以及分离所述第一液化产物中的第一重质产物，使所述第一重质产物与氢气进行第二次液化反应，得到第二液化产物，在进行所述第二次液化反应之前或者过程中，所述方法还包括向所述第一重质产物中添加第一加氢催化剂的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括对所述第一液化产物进行第一次分离，分离得到所述第一重质产物，优选所述第一次分离在250～420℃下进行。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加氢催化剂以油溶分散液的形式添加至所述第一重质产物中；优选所述第一加氢催化剂为金属的单质、氧化物或盐，所述金属为钴、钼或镍；更优选，所述第一加氢催化剂的粒径小于等于200μm；进一步优选地，以干基煤粉计，所述第一加氢催化剂的用量为所述干基煤粉质量的0.01～0.1％，所述油溶分散液中的油性溶剂的来源为下述(A)、(B)之一或其组合：(A)煤炭液化生成的重质油、或者经过加氢的重质油；(B)焦油、蒽油、洗油、高芳烃稠油或者它们的加氢油。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二液化产物包括第二气体混合物和第二重质产物，所述第二气体混合物包括第二液化轻油和第二气体产物，所述方法在得到所述第二液化产物之后，还包括：对所述第二液化产物进行第二次分离，分离得到所述第二气体混合物；优选地，所述第二次分离的温度为250～420℃。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第二次分离之后，所述方法还包括：将所述第一气体混合物与所述第二气体混合物进行混合，得到第三气体混合物；对所述第三气体混合物进行冷却，得到油水混合物；以及对所述油水混合物进行油水分离，得到馏分<350℃的轻质油。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法在通过所述第二次分离得到所述第二重质产物之后还包括：对所述第二重质产物进行减压蒸馏，得到馏分在200～500℃的重质油。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次液化反应之前，所述方法还包括将第二加氢催化剂与所述煤浆进行混合的步骤；优选所述第二加氢催化剂以油溶分散液的方式与所述煤浆进行混合；更优选，所述第二加氢催化剂是磁黄铁矿、硫铁矿、煤基铁系负载催化剂；再次优选所述第二加氢催化剂为颗粒状，进一步优选所述第二加氢催化剂的粒度小于等于200μm；进一步更优选地，以干基煤粉计，所述第二加氢催化剂的用量为所述干基煤粉质量的0.1～5％。8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述煤浆中的浆液选自减压渣油、蜡油、煤焦油以及油砂中的一种或多种；更优选，以干基煤粉计，所述煤浆中煤粉的浓度为5～50wt％。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一次液化反应中，每小时内所述氢气与所述煤浆的混合比例为100～1500Nm3：1t；优选地，在所述第二次液化反应中，每小时内氢气与第一重质产物的混合比例为100～1500Nm3：1t。10.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：单贤根，李克健，章序文，王洪学，曹雪萍，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11