煤低温干馏生产方法技术

本发明专利技术公开了一种煤低温干馏生产工艺，包括如下步骤：首先选取原料煤，放入内热式滚筒炉，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纳米铈锆复合氧化物为载体的镍基催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，在温度为３００－７００℃，常压下与煤层反应１０ｍｉｎ－２ｈ，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。本发明专利技术具有生产成本低、反应速度快、煤的转化率大幅提高，并且煤焦油产率增加的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干馏生产工艺，尤其涉及一种煤低温干馏生产工艺。
技术介绍
煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏。 按其加热终温的不同，可分为低温干馏、中温干馏和高温干馏。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的低温干馏生产工艺，具有生产成本低、反应速度 快、煤的转化率大幅提高，并且煤焦油产率增加的优点。其具体技术方案如下一种煤的低温干馏生产工艺，包括如下步骤首先选取原料煤，放入内热式滚筒 炉，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纳米铈 锆复合氧化物为载体的镍基催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与所述催化剂反应， 生成的氢气进入所述干馏室，在温度为300-70(TC，常压下与煤层反应10min-2h，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 温干溜。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勻。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。所述的反应温度优选为400_600°C，更优选的为500_600°C。所述的反应时间优选为30min-90min。所述的循环可以是部分循环或全部循环。所述的原料煤为褐煤、长焰煤、不粘结煤或弱粘结煤。与现有技术相比，本专利技术的煤低温干馏生产工艺具有如下特点1)采用甲烷水蒸气作为反应气，其可以在催化反应的过程中产生自热，从而减少 外界的热量供应，并且用甲烷水蒸气代替纯氢可以降低生产成本；2)催化剂采用纳米铈锆复合氧化物为载体，其本身比表面积较大，从而使更多的 催化剂上载到载体上，催化剂活性增大，甚至呈指数性增大；另外由于纳米粒子所具有的尺 寸效应，更加有利于与活性组分镍的结合和相互作用，使催化活性和稳定性得到了进一步 的提高，550°C时甲烷转化率达96%以上，600°C时甲烷转化率甚至可达99%以上；3)低温干馏装置采用内热式滚筒炉，由于反应过程中煤层不断翻滚，使得反应产 生的氢气和煤层可以充分接触，并使得其温度快速升高，从而提高反应速度和转化率，加快 反应产生气体的扩散速率，保证了低温干馏的质量。4)将反应产生的氢气循环至甲烷水蒸气入口处，大大的节省了反应原料以及反应 所需的热量，降低了生产成本。5)本专利技术的反应可以在常压下反应，不需要另外施加压力，在节省生产成本的前 提下，也简化了生产工艺。具体实施例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(l)Ni/Ce0.25Zr0.7502 颗粒催化剂的制备将Ce (N03) 3 '6H20,Zr (N03) 3 '3H20溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀， 焙烧后，制得cea25&a 7502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12h，干燥，焙烧后制得Ni/ Ce0.25Zr0.7502甲烷水蒸气催化剂。(2)煤的低温干馏选取内蒙古褐煤10g，放入内热式滚筒炉的干馏室内，然后在所述内热式滚筒 炉的催化室内放置上述制备好的催化剂2g;然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，其与Ni/ Ce0.25Zr0.7502催化剂反应后，生成的氢气经过布气挡板进入干馏室的煤层，在温度为400°C， 常压下反应60min，生成煤焦油和氢气，冷却后，分离煤焦油和氢气，其中煤焦油产率为 20. 5%。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，最后 将生成的煤焦油和氢气分离后，将氢气全部循环至甲烷水蒸气入口处。所述的催化室和干馏室互相联通，所述的布气挡板设于催化室内，其上镂穿有狭 缝的薄板。实施例2(l)Ni-Ru/Mg0-Ce0.143Zr0.85702 颗粒催化剂的制备将Ce (N03) 3 '6H20,Zr (N03) 3 '3H20溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀， 焙烧后，制得cea25&a 7502纳米铈锆复合氧化物载体；将制得的上述载体浸渍于镍盐和Ru盐的混合水溶液中，静置12h，干燥，焙烧后制4得Ni-Ru/Mg0-CeQ.143ZrQ.85702甲烷水蒸气催化剂。(2)煤的低温干馏选取大同弱粘煤8g，放入内热式滚筒炉的干馏室内，然后在所述内热式滚筒炉的 催化室内放置上述制备好的催化剂1.5g;然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，其与Ni-Ru/ Mg0-Ce0.143Zr0.85702催化剂反应后，生成的氢气经过布气挡板进入干馏室的煤层，在温度为 600°C，常压下反应90min，生成煤焦油和氢气，冷却后，分离煤焦油和氢气，其中煤焦油产率 为 25. 5%。最后将氢气部分循环至甲烷水蒸气入口处。其余同实施例1。实施例3(1)催化剂的制备同实施例1 ；(2)煤的低温干馏选取神府长焰煤9g，放入内热式滚筒炉的干馏室内，然后在所述内热式滚筒 炉的催化室内放置上述制备好的催化剂lg;然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，其与Ni/ CeQ.25&。.7502催化剂反应后，生成的氢气经过布气挡板进入干馏室的煤层，在温度为 300°C，常压下反应2h，生成煤焦油和氢气，冷却后，分离煤焦油和氢气，其中煤焦油产率为 18. 6%。其余同实施例1。实施例4(l)Ni-Pd/Pr203-Ce0.5Zr0.502 颗粒催化剂的制备将Ce (N03) 3 '6H20,Zr (N03) 3 '3H20溶于去离子水中，然后滴加到工业氨水中，沉淀， 焙烧后，制得cea25&a 7502纳米铈锆复合氧化物载体；将制得的上述载体浸渍于镍盐和Pd盐的混合水溶液中，静置12h，干燥，焙烧后制 得Ni-Pd/Pr203-CeQ.5ZrQ.502甲烷水蒸气催化剂。(2)煤的低温干馏选取内蒙古不粘结煤8g，放入内热式滚筒炉的干馏室内，然后在所述内热式滚筒 炉的催化室内放置上述制备好的催化剂lg ；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，其与Ni-Pd/ Pr203-Ce0.5Zr0.502催化剂反应后，生成的氢气经过布气挡板进入干馏室的煤层，在温度为 500°C，常压下反应75min，生成煤焦油和氢气，冷却后，分离煤焦油和氢气，其中煤焦油产率 为 24. 3%。其余同实施例2。实施例5(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤低温干馏生产方法，其特征在于包括如下步骤：首先选取原料煤，放入内热式滚筒炉，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纳米铈锆复合氧化物为载体的镍基催化剂；然后向滚筒炉中通入甲烷水蒸气，与催化剂反应，生成的氢气进入所述干馏室，在温度为３００－７００℃，常压下与煤层反应１０ｍｉｎ－２ｈ，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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵素英，李有为，
申请(专利权)人：邵素英，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]