从煤直接液化残渣中分离沥青类物质的方法技术

本发明专利技术公开了一种从煤直接液化残渣中分离沥青类物质的方法和应用。该方法包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S2、将热溶萃取混合物进行固液分离，得到萃取液；以及S3、将萃取液进行溶剂回收，得到沥青类物质；其中，萃取溶剂为煤焦油或煤焦油馏分油。利用煤焦油或煤焦油馏分油作为萃取溶剂分离煤直接液化残渣以制备沥青类物质，提高了萃取率，降低了成本，得到了挥发分适中且软化点较高的沥青类物质混合物，可根据混合物中沥青类物质性质的不同作为不同级别碳素材料的原料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤液化残渣深加工
，具体而言，涉及从煤直接液化残渣中分离浙青类物质的方法。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，现代化和社会发展进程不断加快，我国对石油产品的消费量不断增长，大大超过了同期原油生产的增长速度，导致我们石油进口量逐年俱增，且已经超过了自产量。而我国是个富煤贫油的国家，充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭直接液化等先进的清洁煤技术是减少对国外原油过度依赖，缓解我国石油资源短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一，同时也是提高我们煤炭资源利用率，减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要举措。煤炭直接液化是将煤通过高温、高压，在催化剂作用下加氢直接转化成清洁的运输燃料(石脑油、柴油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。煤直接液化的过程一般是将煤预先粉至0.15mm以下的粒度，再与溶剂配成煤浆，并在一定温度(约450°C )和高压下加氢，使煤中的大分子裂解加氢成较小分子的过程。液化过程中除了得到需要的液化产品以外，还副产一些烃类分子、COx等气体、工艺水和固液分离过程产生的液化残留物(又称煤液化残渣)。液化残渣一般约占进煤量的30%左右。煤液化残渣的利用对液化过程的效率和整个液化厂的经济性和环境保护等均有不可低估的影响。研究煤直接液化残渣的高效、可行的综合利用方法，提取出有价值的产品对提高直接液化过程的经济效益具有重要的现实意义。煤直接液化残渣主要有无机质和有机质两部分组成，有机质包括液化重油、浙青类物质和未转化的煤，无机质(通常称为灰分)包括煤中的矿物质和外加的催化剂。有机质中的液化重油和浙青 类物质约占残渣量的50%，未转化煤约占残渣量的30%，灰分占20%左右。因此，将液化残渣中约占50%的浙青类物质和重质油分离出来进行综合开发利用，从中提取或制备出更有价值的产品是可行的。当今对煤液化残渣的利用主要是采用燃烧、焦化制油以及气化制氢等传统方法。将煤液化残渣作为燃料直接在锅炉或窑炉中燃烧，无疑将影响煤液化的经济性，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题。焦化制油方法虽然增加了煤液化工艺的液体油收率，但液化残渣并不能得到最合理的利用，半焦和焦炭的利用途径也不是十分明确。将煤液化残渣进行气化制氢的方法是一种有效的大规模利用的途径，但该方法未使残渣中的浙青类物质和重质油的高附加值的潜力得到充分利用和体现，并且煤液化残渣中的灰分高达20%以上，必将给气化炉的排渣带来很大影响。专利JP130412公开了一种从煤直接液化残渣中分离出重质液化油和浙青类物质的方法，该方法将分离的重质液化油进行二次加氢裂解得到轻质液化油，而浙青类物质进入煤液化单元进行再液化反应。一方面，由于重质油品的馏分比较重，芳烃含量比较高，二次加氢裂解制轻质燃料是反应比较剧烈，不仅要求进行深度加氢，导致氢耗量增加，而且容易造成催化剂因结焦而失活，从而对加氢裂解催化剂的性能提出了很高的要求，要求加氢裂解催化剂具有较强的活性、比较强的抗积炭能力。另一方面，分离出来的浙青类物质进行再液化时，其再液化效果并不好，而且还会造成在液化反应器中沉积、结焦等不良效果，因此该方法并不能实现浙青类物质的合理高效利用。专利CN101885976A公开了一种从煤液化残渣中提取浙青类物质和液化重油的方法，采用煤直接液化过程中自产的馏分油作为萃取溶剂，将浙青类物质和液化重质油一起萃取分离出来，再采用高温干馏的方法，将浙青类物质和液化重质油分开，得到浙青中间相，液化重质油适度加氢后返回煤液化单元。液化重质油主要是大于350°C的馏分组成，与浙青类物质结合力比较强，采用高温干馏分离时，会导致其结焦，而难于作为煤液化的循环溶剂使用。专利CN101962560A、CN101962561A公开了一种利用两级萃取从煤液化残渣中提取重质液化油和浙青类物质的方法，该方法以煤直接液化过程自身产生的两个不同馏分段的油品为萃取溶剂，分别对液化残渣进行两级顺序萃取，得到重质液化油和浙青类物质。虽然该方法能得到液化重质油和浙青类物质，但是两级萃取加两次两级固液分离，其工艺流程复杂，原料萃取溶剂来源单一且价格较高，产品收率较低，成本较高，而且得到的浙青类物质软化点高，挥发分低，产品开发适用性不强，不适合作为活性炭和石墨电极成型粘结剂、防水卷材、防水涂料等的原料。
技术实现思路
本专利技术旨在提供 一种从煤直接液化残渣中分离浙青类物质的方法，以解决现有技术中分离浙青类物质时存在的成本较高、收率低的技术问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种从煤直接液化残渣中分离浙青类物质的方法，包括以下步骤:S1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S2、将热溶萃取混合物进行固液分离，得到萃取液；以及S3、将萃取液进行溶剂回收，得到浙青类物质；其中，萃取溶剂为煤焦油或煤焦油馏分油。进一步地，煤焦油馏分油为轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油中的一种或几种混合。进一步地，煤焦油馏分油为酚油、洗油或萘油。进一步地，煤焦油馏分油为轻油、酚油、萘油、洗油和蒽油的混合馏分油，其中各馏分的质量比为轻油:酚油:萘油:洗油:蒽油=0.05:0.1:0.3:1:0.4。进一步地，步骤SI包括:S11、将煤直接液化残渣与萃取溶剂按照质量比1:1 10混合，得到混合液；以及S12、向混合液中通入N2或H2，并在0.1 1.0MPa下以10°C 30°C/h将混合液升温至50°C 280°C，恒温搅拌，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；热溶萃取的时间为5 60min,恒温搅拌的速率为50 300r/min。进一步地，步骤S2包括:S21、将热溶萃取混合物进行一级固液分离，得到一级萃取液和一级萃余物；以及S22、将一级萃取液中的部分萃取液进行二级固液分离，得到二级萃取液和二级萃余物。进一步地，一级固液分离和二级固液分离的方式包括热压过滤、真空热抽滤、旋流分离、重力沉降分离和蒸馏分离；其中，热压过滤的过滤温度为50°C 250°C，压力为0.02KPa 2.0MPa ;优选地，过滤温度为150°C 200°C，压力为0.2MPa 1.0MPa ;旋流分离的旋流温度为50°C 250°C，旋流压力为0.2MPa 0.6MPa。进一步地，还包括对一级萃余物和二级萃取余物进行汽提并回收萃取溶剂的步骤。进一步地，步骤S3包括:S31、将一级萃取液中的剩余萃取液进行溶剂回收，得到第一浙青类物质；以及S32、将二级萃取液进行溶剂回收，得到第二浙青类物质；其中，第一浙青类物质中的灰分含量为0.5 10wt%,挥发分为30 60wt% ;第二浙青类物质中灰分含量小于0.2wt%。进一步地，上述任一种制备方法得到的浙青类物质可用于防水卷材、防水涂料、活性炭成型粘结剂、道路浙青改性剂、捣固炼焦、针状焦、浸溃浙青或COPNA树脂原料的制备。应用本专利技术的技术方案，在分离煤直接液化残渣制备浙青类物质的过程中，利用煤焦油或煤焦油馏分油作为萃取溶剂对煤直接液化残渣进行萃取，之后进行固液分离，提高了萃取率，降低了成本，得到了挥发分适中且软化点较高的浙青类物质混合物。进一步地，可根据该混合物中浙青类物质的性质不同作为不同级别碳素材料原料，如可作为活性炭干法成型粘结剂或制备防水卷材的原料。附图说明构成本申请的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从煤直接液化残渣中分离沥青类物质的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将所述煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S2、将所述热溶萃取混合物进行固液分离，得到萃取液；以及S3、将所述萃取液进行溶剂回收，得到沥青类物质；其中，所述萃取溶剂为煤焦油或煤焦油馏分油。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程时富，李克健，章序文，武天翔，
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：