用于固体含碳物质预处理的系统和方法技术方案

本发明专利技术包括用于将含碳物质进行预处理的系统和方法，包括将包含含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混合物加热到合适的温度并持续合适的反应时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将含碳物质进行预处理、将含碳物质液化以及提高含碳物质液化 效率的系统和方法。
技术介绍
多年来关于由固体含碳物质例如煤获得液体和气体产品的方法已作出很多工作。 已知的方法包括催化反应和非催化反应两种。在催化方法中，含烃物质典型地是用溶剂和 催化剂进行浆化，并且使其在分子氢存在下于升高的温度和压力下反应。例如，美国专利5，246, 570描述了一种煤液化方法，其中在预热器中将煤、催化剂 和溶剂的混合物快速加热到600-750 温度，然后使其在液化反应中的煤液化条件下反 应。美国专利5，573，556描述了一种将含碳物质转化为通常是液体的产物的方法，该方法 包括将包含含碳物质、含烃溶剂和催化剂前体的浆料加热到足以使所述催化剂前体转化为 相应催化剂的温度，和将该浆料引入到液化区中。美国专利5，783，065描述了一种煤液化 方法，该方法包括用具有氢化或氢解活性的催化剂浸渍煤颗粒；在至少约400°C的温度下 将浸渍的煤颗粒在非常短的时间中引入到含氢气体的湍流中；和使产物的温度骤冷到显著 小于400°C的温度。这样的常规方法为改善加氢转化的含碳物质的液体和/或气体收率以及由这样 的方法获得的液体和/或气体产物的品质留下很多余地。因此，仍需要用于含碳物质加氢 转化的改善的系统和方法，以及用于这样的系统和方法的改善的进料物质。专利技术概述在一方面，本专利技术涉及用于将含碳物质进行预处理的方法，该方法包括加热包含 含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混合物，达到足够的温度并持续 足够的时间以使所述一种或多种催化剂或催化剂前体分散到所述含碳物质中，其中所述一 种或多种催化剂或催化剂前体保持为基本上无活性的形式。在另一方面，本专利技术涉及用于将含碳物质进行预处理的方法，该方法包括在约 100-300°C的温度下加热包含含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混 合物并持续约10-360分钟。在另一方面，本专利技术涉及用于改善含碳物质液化效率的方法，该方法包括在足够 的温度下加热包含含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混合物并持 续足够的时间以使所述一种或多种催化剂或催化剂前体分散到所述含碳物质中，其中在加 热步骤期间所述一种或多种催化剂或催化剂前体保持为基本上无活性的形式；和将预处理 的含碳物质加氢转化。在另一方面，本专利技术涉及用于加氢转化过程的进料，该进料通过在足够的温度下 加热包含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混合物并持续足够的时 间以使所述一种或多种催化剂或催化剂前体分散到所述含碳物质中进行制备，其中所述一 种或多种催化剂或催化剂前体保持为基本上无活性的形式。在另一方面，本专利技术涉及用于加氢转化过程的进料，该进料通过在约100-300°c的 温度下加热包含含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混合物并持续 约10-360分钟进行制备。在另一方面，本专利技术涉及用于将含碳物质液化的系统，该系统包括至少一个用于 在足够的温度下加热包含含碳物质、一种或多种催化剂或催化剂前体、和含烃液体的混合 物并持续足够的时间以使所述一种或多种催化剂或催化剂前体分散到所述含碳物质中的 加热系统，其中一种或多种催化剂或催化剂前体基本上保持无活性的形式；至少一个用于 将所述预处理的含碳物质的至少部分转化为液体和/或气体产物的加氢转化系统；至少一 个用于分离所述液体和/或气体产物的分离系统；至少一个用于从一种或多种加氢转化产 物中回收至少部分所述一种或多种催化剂或催化剂前体的催化剂回收系统；和至少一个使 用所回收的至少部分所述一种或多种催化剂或催化剂前体用于制备一种或多种催化剂或 催化剂前体的催化剂或催化剂前体制备系统。如下将进一步详细地描述包括本专利技术上述方面的本专利技术的若干实施方案。通常， 除非本文另外指明，这些实施方案中的每一个都可以与其它方面和实施方案按各种和特定 的组合进行使用。附图简述附图说明图1是显示不同类型含烃液体中含碳物质的泡胀度的图。图2是显示在各种预处理温度下两种不同含烃液体中含碳物质的泡胀度的图。图3是显示在各种预处理温度下含碳物质的溶剂吸收的坐标图。图4是显示在各种预处理反应时间下含碳物质的泡胀度的坐标图。图5是显示在各种温度下催化剂前体的活化程度的坐标图。专利技术详述为了有助于对本文所公开的主题的理解，下面定义本文所用的许多术语、缩略语 或其它简写。未定义的任何术语、缩略语或简写应理解为具有与本说明书的提交同时期的 技术人员所使用的普通含义。在以下描述中，无论是否与词“大约”或“约”结合使用，本文披露的所有数字均为 近似值。它们可以改变1 %、2 %、5 %或有时10 %至20 %。只要披露了具有下限铲和上限Ru 的数值范围，就明确地披露了落在该范围内的任何数值。特别地，明确地披露了以下范围内 的数值R =铲+k*(Ru-R》，其中k是从至100%以的增量变动的变量，即，k是1%、 2%,3%,4%,5%, —.50%,51%,52%, ...、95%、96%、97%、98%、99%或 100%。而且， 也明确地披露了由两个如上面所定义的R数值限定的任何数值范围。应当注意，如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“a”、“an”和“the” 包括复数指代物，除非明确地毫无疑义地限定于一个所指事物。如本文中所使用的，术语 “包括”及其语法变化形式旨在是非限制性的，使得述及的所列项目不排除可取代或补充所 列项目的其它相似项目。除非另外规定，本文提到的所有沸点为大气压沸点。术语“预处理”用于本文描述在特定时间段内和在特定温度下使一种或多种催化 剂或催化剂前体分散到含碳物质中。短语“分散到…中”及其语法等同形式用于本文描述以下方面所按照的任何方式和/或机理例如在含碳物质溶胀期间一种或多种催化剂或催化剂前体的至少一部分移 动、迁移、流动、渗透、定位、嵌入、浸渍和/或进入含碳物质内的至少一个空隙中；以及/或 者在含碳物质溶胀期间固定、吸附、锚定或附着到含碳物质的至少一个表面(例如通过任 何化学相互作用或化学键，如氢键，共价键，离子键，离子相互作用，氢键，交联，或者由分子 间作用力、偶极相互作用、伦敦分散力等引起的相互作用)，例如含碳物质的任何外表面和 /或任何孔穴、内腔的表面，或者含碳物质的至少一个空隙的内表面。“空隙(void) ”用于本文描述含碳物质之中、之上或之内的任何孔隙、孔穴、孔洞、 间隙、间隔和/或通道。“溶胀”及其语法等同形式用于本文描述预处理期间含碳物质(例如煤)的一个或 多个空隙的尺寸和/或体积的增加，其通过由Barret-Joymer-Halenda (BJH)吸附和解吸附 测量法(使用处于77K的氮气)测量、估算和/或定量当经干燥的含碳物质(其经受氮气 气氛中大气压下120°C的干燥条件M小时，直到没有检测到样品重量变化)和萘满的混合 物在环境压力下于150°C加热2小时、接着在相同的温度下进行过滤时发生的所述经干燥 的含碳物质的空隙的平均空隙宽度和/或累积体积的增加进行测定。含碳物质例如煤(或含碳物质的任何部分，例如含碳物质之上或之中所含的任何 空隙)的溶胀可以明显地表现为尺寸(包括体积、表面积和/或质量)的任何增加，和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于将含碳物质进行预处理的方法，该方法包括加热包含以下物质的混合物：（ａ）含碳物质，（ｂ）一种或多种催化剂或催化剂前体，和（ｃ）含烃液体，达到足够的温度并持续足够的时间以使所述一种或多种催化剂或催化剂前体分散到所述含碳物质中，并且其中没有发生可测量的含碳物质加氢转化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·E·库珀曼，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：US