一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法技术

本发明专利技术公开了一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法，包括如下步骤：选取原料煤放入内热式滚筒炉，然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气与复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，温度设置为300‑360℃，常压下与煤层反应5min‑8min,调整温度为600‑730℃保持3‑8分钟；调整温度为390‑460℃、压力为常压；在此阶段向煤层添加原料煤重量0.05‑0.09％的预处理碳纳米管；反应50‑80分钟,将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气。采用变化的加热速度，煤焦油产率高。

A method for preparing fuel oil from coal dry distillation

The invention discloses a method for preparing fuel oil coal carbonization processing of raw materials, which comprises the following steps: selecting raw coal into the furnace heat drum, water vapor and methane into the catalyst through to the drum furnace and then generated hydrogen into the carbonization chamber, the temperature set to 300 360 DEG C, atmospheric pressure under the reaction of 5min 8min and coal seam, keep adjusting the temperature of 600 DEG C 730 3 8 minutes; adjust the temperature of 390 DEG C, 460 pressure; pretreatment of carbon nanotubes at this stage to add the weight of 0.05 to 0.09% raw coal seam; 50 80 minutes, the product is cooled and generated after separation coal tar and hydrogen. With the change of heating rate, the yield of coal char oil is high.

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法本专利技术是原始申请(申请号申请号或专利号201510325242.2，申请日2015年6月15日)的分案申请。
本专利技术涉及一种干馏生产工艺。
技术介绍
煤低温干馏始于19世纪，与煤的液化和气化过程相比，其加工条件温和，投资少，生产成本低。适于低温干馏的煤一般为低阶煤，包括褐煤、长焰煤和高挥发分的不黏煤。我国的低阶煤储量较大，约占全部煤的42％以上，因此，低温干馏技术可以有效的利用我国的资源，并且可以减少燃煤造成的环境污染。煤的低温干馏可以在惰性气氛、加氢以及催化加氢条件下进行，其中煤在惰性气氛中的低温干馏其转化率较低，焦油产率也相应的较低；而在加氢的条件下，由于以纯氢气作为反应气，设备投资费用大，运行成本较高。有研究者在煤中原位担载过渡金属催化剂，对煤进行催化热解，但实验表明，催化剂主要催化的是气相反应，并不能明显提高焦油的产率，并且原位担载催化剂，在产物分离的时候，催化剂较难分离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法。其具体技术方案如下：选取原料煤放入内热式滚筒炉，向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与复合催化剂反应，生成的氢气进入干馏室与煤层反应，最后将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气，并将氢气循环至甲烷水蒸气入口处，从而完成煤的低温干馏。所述的内热式滚筒炉包括互相连通的催化室和干馏室，在所述的催化室内设有复合催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与所述复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，温度设置为300-360℃，常压下与煤层反应5min-8min,调整温度为600-730℃保持3-8分钟；调整温度为390-460℃、压力为常压；在此阶段向煤层添加原料煤重量0.05-0.09％的预处理碳纳米管；反应50-80分钟；，将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气。复合催化剂的制备：将Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)3·3H2O溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀，焙烧后，制得Ce0.25Zr0.75O2纳米铈锆复合氧化物载体；将制得的上述载体浸渍于镍盐水溶液中，静置2-3h,添加载体质量0.5-1.8％的酸改性的凹凸棒土于镍盐水溶液中,加热到50-60℃，按照20-30转/小时搅拌3-6h，干燥，350-460℃焙烧2-5小时后制得复合催化剂。所述的催化室内设有布气挡板，所述的布气挡板为其上镂穿有狭缝的薄板，方便产生的氢气透过，并且氢气分布较为均匀。镍盐为硫酸镍。反应过程中，所述的干馏室沿着滚筒炉的轴向螺旋运动，煤层同时进行翻转，使得反应产生的氢气和煤层可以充分接触，从而提高反应速度和转化率。所述干馏室的转动速度和倾角可以进行调节。所述的原料煤为褐煤、长焰煤、不粘结煤或弱粘结煤。碳纳米管的预处理：按质量比8％称取市售预处理的碳纳米管，加入100mL的N-甲基吡咯烷酮中，充分搅拌分散后分离收集沉淀，在沉淀中添加2％的稀盐酸溶液静置处理1-2h离心收集沉淀即得。酸改性的凹凸棒土：称取1Kg粒径300目～1000目的凹凸棒土，用10L蒸馏水洗涤，沉淀取其上层清液，500rpm离心1min后取其上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用4000rpm进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得纯化凹凸棒土。配制浓度为0.5mol/L～3mol/L的盐酸溶液，取纯化凹凸棒土与3500mL～4500mL盐酸溶液搅拌混合，5min后，将混合物加热到70℃～80℃，搅拌1h～2h，然后超声振荡30min～40min，抽滤，用蒸馏水洗涤至pH约为6左右，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得酸改性凹凸棒土。与现有技术相比，本专利技术的生产工艺具有如下特点：采用变化的加热速度，初期加热速度较慢，初期热解使煤分子中较弱的键断开，发生了平行的和顺序的热缩聚反应，形成了热稳定性好的结构；高温阶段使其结构进行调整，在调整温度在复合催化剂作用下快速反应，相应的结构分解多。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细的说明，但不限于本实施例的内容。实施例1本专利技术的目的在于提供一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法。其具体技术方案如下：选取原料煤放入内热式滚筒炉，向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室与煤层反应，最后将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气，并将氢气循环至甲烷水蒸气入口处，从而完成煤的低温干馏。所述的内热式滚筒炉包括互相连通的催化室和干馏室，在所述的催化室内设有复合催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与所述复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，温度设置为350℃，常压下与煤层反应6min,调整温度为650℃保持6分钟；调整温度为430℃、压力为常压；在此阶段向煤层添加原料煤重量0.08％的预处理碳纳米管；反应60分钟；将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气。所述复合催化剂的添加量为原料煤的2wt％.复合催化剂的制备：将Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)3·3H2O溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀，焙烧后，制得Ce0.25Zr0.75O2纳米铈锆复合氧化物载体；将制得的上述载体浸渍于镍盐水溶液中，静置2h,添加载体质量1.3％的酸改性的凹凸棒土于镍盐水溶液中,加热到55℃，按照20-30转/小时搅拌5h，干燥，400℃焙烧4小时后制得复合催化剂。所述的催化室内设有布气挡板，所述的布气挡板为其上镂穿有狭缝的薄板，方便产生的氢气透过，并且氢气分布较为均匀。反应过程中，所述的干馏室沿着滚筒炉的轴向螺旋运动，煤层同时进行翻转，使得反应产生的氢气和煤层可以充分接触，从而提高反应速度和转化率。所述干馏室的转动速度和倾角可以进行调节。所述的原料煤为褐煤、长焰煤、不粘结煤或弱粘结煤。碳纳米管的预处理：按质量比8％称取市售预处理的碳纳米管，加入的N-甲基吡咯烷酮中，充分搅拌分散后分离收集沉淀，在沉淀中添加2％的稀盐酸溶液静置处理1-2h离心收集沉淀即得。酸改性的凹凸棒土：称取1Kg粒径500-600目的凹凸棒土，用10L蒸馏水洗涤，沉淀取其上层清液，500rpm离心1min后取其上层清液，上层清液中加同量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用4000rpm进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得纯化凹凸棒土。配制浓度为2mol/L的盐酸溶液，取纯化凹凸棒土与3500mL～4500mL盐酸溶液搅拌混合，5min后，将混合物加热到75℃，搅拌1h～2h，然后超声振荡30min～40min，抽滤，用蒸馏水洗涤至pH约为6左右，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得酸改性凹凸棒土。煤焦油产率为34.5％。实施例2本专利技术的目的在于提供一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法。选取原料煤放入内热式滚筒炉，向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室与煤层反应，最后将生成的产物冷却后，分离煤焦油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法，包括如下步骤：选取原料煤放入内热式滚筒炉，向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室与煤层反应，最后将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气，并将氢气循环至甲烷水蒸气入口处，从而完成煤的低温干馏；所述的内热式滚筒炉包括互相连通的催化室和干馏室，在所述的催化室内设有复合催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与所述复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，温度设置为300℃，常压下与煤层反应8min,调整温度为680℃保持3分钟；调整温度为410℃、压力为常压；在此阶段向煤层添加原料煤重量0.09％的预处理碳纳米管；反应80分钟，将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气；复合催化剂的制备：将Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)3·3H2O溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀，焙烧后，制得Ce0.25Zr0.75O2纳米铈锆复合氧化物载体；将制得的上述载体浸渍于镍盐水溶液中，静置2‑3h,添加载体质量0.5％的酸改性的凹凸棒土于镍盐水溶液中,加热到60℃，按照20‑30转/小时搅拌6h，干燥，460℃焙烧5小时后制得复合催化剂；所述的催化室内设有布气挡板，所述的布气挡板为其上镂穿有狭缝的薄板，方便产生的氢气透过，并且氢气分布较为均匀；反应过程中，所述的干馏室沿着滚筒炉的轴向螺旋运动，煤层同时进行翻转，使得反应产生的氢气和煤层可以充分接触，从而提高反应速度和转化率；煤焦油产率为36.5％；所述干馏室的转动速度和倾角可以进行调节；所述的原料煤为褐煤、长焰煤、不粘结煤或弱粘结煤；碳纳米管的预处理：按质量比8％称取市售预处理的碳纳米管，加入的N‑甲基吡咯烷酮中，充分搅拌分散后分离收集沉淀，在沉淀中添加2％的稀盐酸溶液静置处理1‑2h离心收集沉淀即得；酸改性的凹凸棒土：称取1Kg粒径700目～1000目的凹凸棒土，用10L蒸馏水洗涤，沉淀取其上层清液，500rpm离心1min后取其上层清液，上层清液中加少量蒸馏水混合均匀后继续500rpm离心1min，然后取其上层清液，如此反复洗涤上层清液3～5次后，最后用4000rpm进行离心分离，取其沉淀，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得纯化凹凸棒土。配制浓度为0.5mol/L～3mol/L的盐酸溶液，取纯化凹凸棒土与3500mL～4500mL盐酸溶液搅拌混合，5min后，将混合物加热到70℃～80℃，搅拌1h～2h，然后超声振荡30min～40min，抽滤，用蒸馏水洗涤至pH为6，90℃下真空干燥24h，研磨后按粒径大小选择对应目数的筛子过筛，得酸改性凹凸棒土。...

【技术特征摘要】
1.一种煤炭干馏加工制备燃料油原料的方法，包括如下步骤：选取原料煤放入内热式滚筒炉，向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室与煤层反应，最后将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气，并将氢气循环至甲烷水蒸气入口处，从而完成煤的低温干馏；所述的内热式滚筒炉包括互相连通的催化室和干馏室，在所述的催化室内设有复合催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与所述复合催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，温度设置为300℃，常压下与煤层反应8min,调整温度为680℃保持3分钟；调整温度为410℃、压力为常压；在此阶段向煤层添加原料煤重量0.09％的预处理碳纳米管；反应80分钟，将生成的产物冷却后，分离煤焦油和氢气；复合催化剂的制备：将Ce(NO3)3·6H2O、Zr(NO3)3·3H2O溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀，焙烧后，制得Ce0.25Zr0.75O2纳米铈锆复合氧化物载体；将制得的上述载体浸渍于镍盐水溶液中，静置2-3h,添加载体质量0.5％的酸改性的凹凸棒土于镍盐水溶液中,加热到60℃，按照20-30转/小时搅拌6h，干燥，460℃焙烧5小时后制得复合催化剂；所述的催化室内设有布气挡板，所述的布气挡板为其上镂穿有狭缝的薄板，方便产生的氢气透过，并且氢气分布较为均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建树，
申请(专利权)人：天津天绿健科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12