本发明专利技术涉及煤加氢热解技术领域，是一种铁铵盐提高煤加氢热解中焦油产率的方法，该方法按下述步骤进行：第一步，浸渍法添加催化剂：（1）煤、铁铵盐催化剂(以铁计)和蒸馏水按质量比100：1：150至100:7:300的比例进行混合均匀，在温度为30℃至80℃的条件下恒温8h至16h，恒温的同时加以机械搅拌，搅拌速率为100r/min至300r/min；本发明专利技术工艺简单易行，通过使用廉价的铁铵盐为催化剂作为煤加氢热解中的催化剂，该工艺使用铁铵盐作为催化剂进行煤加氢热解，与不加催化剂的煤加氢热解相比，焦油产率可得到较大幅度提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤加氢热解
，是一种。
技术介绍
煤热解工艺是一种在相对温和的条件下将煤中富氢组分通过热解方式提取出来作化工原料或优质液体，以提高煤利用效率的方法。但传统煤热解所得焦油量少，焦油中重质组分含量高。为了提高焦油收率及其质量，人们提出了介于气化和液化之间的第三条途径——煤加氢热解。该工艺的原理就是通过外加氢来饱和煤热解产生的自由基，避免自由基间相互聚合发生二次反应，使自由基与氢结合生成轻质焦油。煤的催化加氢热解是一种在催化剂的作用下提高煤热解转化率和焦油产率的方法。可作催化剂的金属有Fe、Ni、Co以及SnCl2、ZnCl2、MoS2等，其中MoS2催化剂的催化效果最好。 在1991年70卷的Fuel期刊的255页中，李保庆等人利用(NH4) 2MoS4为前驱体原位担载MoS2做为催化剂，在压力为3Mpa，以5K/min的升温速率加热至650°C，在担载O. 5%Mo的情况下，煤的加氢热解的焦油产率提高了 35个百分点，是相同条件下非催化加氢热解的3.3倍。但(NH4)2MoS4价格昂贵，现市售平均价约为200元/克。在现有的国际油价的情况下，不具有工业应用价值。在2000年62卷的Fuel Process. Technol.期刊的119页中，Miura认为要提高煤热解过程焦油产率，在热解自由基相互聚合前应有足够的甲基和氢自由基，为此，提出用煤-甲醇混合(CMM)热解。甲醇在常温下能使煤膨胀，希望实现甲基和氢自由基在煤颗粒中的高效传递达到稳定自由基的目的；实验结果表明，CMM在750°C快速热解时焦油产率达23%，为原煤快速热解的I. 6倍。但是，虽然升温速率大于lOOOK/s，但这个条件是相当苛刻的，能耗大，设备要求高，实现工业化较为困难。在1984年63卷的Fuel期刊的1583页中，Kandiyoti等在煤样上担载ZnCl2,并在惰性气氛下进行热解反应。结果发现，在慢速热解过程中，得到的半焦产率较高，而焦油产率降低；相反在快速热解过程中，焦油产率得到较大的提高。虽然升温速率大于1000K/S，但这个条件是相当苛刻的，能耗大，设备要求高，实现工业化较为困难。公开号为CN1224043A的中国专利文献公开了一种煤热解与焦化过程中增油减水的方法，在焦炉气气氛下对添加5%聚乙烯的兖州烟煤经行热解试验，结果发现在总压为5MPa，流量为lL/min的焦炉煤气气氛下，以10°C /min的升温速率加热至650°C，恒温IOmin的条件下的焦油产率是相同条件H2气氛下焦油产率的I. 2倍(中国专利技术专利ZL98104732.7)。该方法中使用了较高的压力，压力的提高即意味着设备投资费用的增大。公开号为CN1664069A的中国专利文献公开了胡浩权等人在上层为煤层，下层为催化剂层的反应器上进行的煤热解试验发现，在反应气为400ml/min CH4和100ml/min O2,热解温度为700°C，压力为2MPa时，兖州煤的焦油产率是相同条件H2气氛下焦油产率的I. 7倍(中国专利技术专利ZL200510045853.8)该方法中使用了较高的压力，压力的提高即意味着设备投资费用的增大，同时使用了工艺较为复杂的耦合技术，增加了设备运行的不稳定因素，不利于实现工业化。综上所述，就以提高焦油产率为目的的热解工艺而言，现有工艺过程较为复杂，反应条件苛刻。虽然能较大幅度提高焦油产率，但对于工业应用而言较为困难。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决催化剂价格昂贵、现有工艺过程较为复杂和反应条件苛刻的问题，其焦油产率可得到较大幅度提高。本专利技术的技术方案之一是通过以下措施来实现的一种，该方法按下述步骤进行 第一步，浸溃法添加催化剂 (1)煤、铁铵盐催化剂(以铁计)和蒸馏水按质量比1001 150至100: 7: 300的比例进行混合均匀，在温度为30°C至80°C的条件下恒温8h至16h，恒温的同时加以机械搅拌，揽拌速率为100 r/min至300 r/min ； (2)浸溃结束后进行真空干燥，真空干燥结束后得到煤样，真空干燥的温度为60°C至120°C、真空度为O. 02MPa至O. 08MPa、干燥时间为12h至36h ； (3)将干燥结束后得到的煤样转移至干燥器中存放； 第二步，煤加氢热解反应 (O取第一步(3)中存放的煤样,放入固定床反应器内，向固定床反应器内通入纯度体积百分比大于99%的氢气，并调节氢气的流量到100mL/min至500mL/min后,用该流量下的氢气冲洗固定床反应系统5min，在常压下，以升温速率为5°C /min至30°C /min的升温速度升到400°C至700°C后恒温30min，恒温完成后将固定床反应器的加热炉膛打开使固定床反应器自然冷却至室温； (2)第二步(I)中固定床反应器反应产生的热解产物经-14°C至-17°C的冷阱使热解产物经过冷凝得到液体产物； 第三步，焦油与水的分离和产率计算 用ASTM D95-05el(2005)法从第二步(2)得到的液体产物中分离出焦油。下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进 上述铁铵盐催化剂可为市售的(NH4) 2Fe (SO4) 2 · 6H20和NH4Fe (SO4) 2 · 12H20中的任何一种。上述煤可采用铁厂沟煤和南台子煤中的任何一种。本专利技术工艺简单易行，通过使用廉价的铁铵盐为催化剂作为煤加氢热解中的催化齐U，该工艺使用铁铵盐作为催化剂进行煤加氢热解，与不加催化剂的煤加氢热解相比，焦油产率可得到较大幅度提高。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述 实施例I，该，按下述步骤进行第一步，浸溃法添加催化剂 (1)铁厂沟煤、铁铵盐(以铁计)和蒸馏水按质量比1001 150至100: 7: 300的比例进行混合均匀，在温度为30°C至80°C的条件下恒温8h至16h，恒温的同时加以机械搅拌，搅拌速率为100 r/min至300 r/min ;其中铁铵盐催化剂采用(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20 ； (2)浸溃结束后进行真空干燥，真空干燥结束后得到煤样，真空干燥的温度为60°C至120°C、真空度为O. 02MPa至O. 08MPa、干燥时间为12h至36h ； (3)将干燥结束后得到的煤样转移至干燥器中存放； 第二步，煤加氢热解反应 (O取第一步(3)中存放的煤样,放入固定床反应器内，向固定床反应器内通入纯度体积百分比大于99%的氢气，并调节氢气的流量到100mL/min至500mL/min后,用该流量下的氢气冲洗固定床反应系统5min，在常压下，以升温速率为5°C /min至30°C /min的升温速度升到400°C至700°C后恒温30min，恒温完成后将固定床反应器的加热炉膛打开使固定床反应器自然冷却至室温； (2 )第二步(I)中固定床反应器反应产生的热解产物经-14°C至-17°C的冷阱使热解产物经过冷凝得到液体产物；第三步，焦油与水的分离和产率计算 用ASTM D95-05el(2005)法从第二步(2)得到的液体产物中分离出焦油；焦油的产率的计算基准为干燥无灰基缩写为daf ;得到的焦油产率为14. 8wt%daf至21本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁铵盐提高煤加氢热解中焦油产率的方法，其特征在于该方法按下述步骤进行：第一步，浸渍法添加催化剂：（1）煤、铁铵盐催化剂(以铁计)和蒸馏水按质量比100：1：150至100:？7:？300的比例进行混合均匀，在温度为30℃至80℃的条件下恒温8h至16h，恒温的同时加以机械搅拌，搅拌速率为100？r/min？至300？r/min；（2）浸渍结束后进行真空干燥，真空干燥结束后得到煤样，真空干燥的温度为60℃至120℃、真空度为0.02MPa至0.08MPa、干燥时间为12h至36h；（3）将干燥结束后得到的煤样转移至干燥器中存放；第二步，煤加氢热解反应：（1）取第一步（3）中存放的煤样，放入固定床反应器内，向固定床反应器内通入纯度体积百分比大于99%的氢气，并调节氢气的流量到100mL/min至500mL/min后，用该流量下的氢气冲洗固定床反应系统5min，在常压下，以升温速率为5℃/min？至30℃/min的升温速度升到400℃至700℃后恒温30min，恒温完成后将固定床反应器的加热炉膛打开使固定床反应器自然冷却至室温；（2）第二步（1）中固定床反应器反应产生的热解产物经？14℃至？17℃的冷阱使热解产物经过冷凝得到液体产物；第三步，焦油与水的分离和产率计算：用ASTM？D95？05el(2005)法从第二步（2）得到的液体产物中分离出焦油。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周岐雄，牛犇，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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