利用煤直接液化残渣制备焦炭的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用煤直接液化残渣制备焦炭的方法。该方法包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣依次进行一次热溶萃取、一次固液分离以及聚合改性，得到煤液化改性沥青；S2、将煤液化改性沥青与炼焦用洗精煤混合，粉碎，捣固压饼，得到煤饼；以及S3、将煤饼送至炼焦炉中在隔绝空气下加热并保温，然后经冷却和筛分处理，得到焦炭。通过将煤直接液化残渣经热熔萃取、固液分离及聚合改性得到的煤液化改性沥青应用到捣固炼焦工艺中，得到了各项指标均达国家一级冶金焦标准的焦炭，且合格产品收率高达82%以上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。该方法包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣依次进行一次热溶萃取、一次固液分离以及聚合改性，得到煤液化改性沥青；S2、将煤液化改性沥青与炼焦用洗精煤混合，粉碎，捣固压饼，得到煤饼；以及S3、将煤饼送至炼焦炉中在隔绝空气下加热并保温，然后经冷却和筛分处理，得到焦炭。通过将煤直接液化残渣经热熔萃取、固液分离及聚合改性得到的煤液化改性沥青应用到捣固炼焦工艺中，得到了各项指标均达国家一级冶金焦标准的焦炭，且合格产品收率高达82%以上。【专利说明】
本专利技术涉及煤液化残渣深加工
，具体而言，涉及一种利用煤液化残渣制备焦炭的方法。
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由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，无机类物质(通常称为灰分)包括煤中的矿物质和外加的催化剂。有机类物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一些传统的方法，如燃烧、焦化制油以及气化制氢等。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十分明确。将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，但对残渣中的浙青类物质和重质油的高附加值利用潜力未得到体现，而且残渣中的灰分高达20%以上，这必将给气化炉的排渣带来很大影响。专利ZL200510047800.X公开了一种以煤炭直接液化残渣为原料等离子体制备纳米炭材料的方法。专利ZL200610012547.9公开了一种将煤液化残渣作为道路浙青改性剂的方法。ZL200910087907.5公开了一种利用煤直接液化残渣制备浙青基碳纤维的方法。专利200910086158.4公开了一种以煤液化残渣制备中间相浙青的方法。但上述方法均以煤液化残渣中的浙青类物质为原料，没有涉及到浙青的改性，而且残渣中浙青类物质的抽提均以价格昂贵的纯化学试剂为溶剂，成本相对比较高。专利JP59084977公开了一种提取液化残渣中有机质的方法，将抽提得到的有机质(包括重质液化油和浙青烯)全部进行二次加氢裂解，得到轻质石脑油，从而提高总体液化油的收率，但存在着由于浙青类物质的存在致使二次加氢催化剂非常容易积炭失活的问题。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，采用高温干馏的方法分离时，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。虽然上述所公开的方法中得到的重质液化油和浙青类物质均能用作捣固炼焦的粘结剂制备焦炭，但是其具有β_树脂含量低、粘结性差的缺点，对提高焦炭强度效果不明显。如专利CN101962560A、CN101962561A中采用了两级萃取加两次两级固液分离工艺，使得流程比较复杂，并且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，得到的浙青类物质的β_树脂含量低，粘结性较差`，用于捣固炼焦的粘结剂制备焦炭时，并未使焦炭的机械强度得到明显提高，因此，该产品的开发适用性不强，不适合作为捣固炼焦的粘结剂。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，该方法将得到的中间产物煤液化改性浙青应用到捣固炼焦中制备焦炭，节省了资源，实现了煤液化残渣中浙青类物质的高附加值利用。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，包括以下步骤:S1、将煤直接液化残渣依次进行一次热溶萃取、一次固液分离以及聚合改性，得到煤液化改性浙青；S2、将煤液化改性浙青与炼焦用洗精煤混合，粉碎，捣固压饼，得到煤饼；以及S3、将煤饼送至炼焦炉中在隔绝空气下加热并保温，然后经冷却和筛分处理，得到焦炭。进一步地，制备煤液化改性浙青的步骤包括:S11、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，搅拌，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S12、将热溶萃取混合物进行固液分离，得到萃取液和萃余物；S13、将萃取液进行溶剂回收，得到萃取物；以及S14、对萃取物进行聚合改性，得到煤液化改性浙青。进一步地，步骤Sll包括: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；以及向混合液中通入N2,并在0.15?0.3MPa下以10°C?30°C /h将所述混合液升温至150°C?200°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27?50min，恒温搅拌的速率为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤直接液化残渣制备焦炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将所述煤直接液化残渣依次进行一次热溶萃取、一次固液分离以及聚合改性，得到煤液化改性沥青；S2、将所述煤液化改性沥青与炼焦用洗精煤混合，粉碎，捣固压饼，得到煤饼；以及S3、将所述煤饼送至炼焦炉中在隔绝空气下加热并保温，然后经冷却和筛分处理，得到焦炭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李克健，武振林，吴秀章，章序文，郭亮东，李月馨，刘云廷，程时富，
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，神华乌海能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：