從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法以及該方法獲得的煤液化芳烴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法和由該方法獲得的煤液化 芳烴。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤直接液化技術(shù)是實現(xiàn)煤炭資源高效潔凈利用的有效途徑之一，煤直接液化工藝 是煤與催化劑在高溫高壓下，通過加氫反應(yīng)得到液體產(chǎn)品。此外還得到約占原料煤總量 20-30%的固體殘渣。高效利用這些煤液化殘渣，不但能充分利用資源并且能夠有效提高煤 直接液化工藝的經(jīng)濟性。
[0003] 煤直接液化殘渣主要由無機質(zhì)和有機質(zhì)兩部分組成，其中的有機質(zhì)包括重質(zhì)液化 油、浙青類物質(zhì)和未轉(zhuǎn)化煤；無機質(zhì)包括煤中礦物質(zhì)和外加的催化劑。有機質(zhì)中的重質(zhì)液化 油、浙青類物質(zhì)含量約占殘渣量的50重量％左右，無機質(zhì)約占10重量％至30重量％。因 此，將殘渣中的浙青和重質(zhì)油與無機質(zhì)分離出來，并對有機質(zhì)和無機質(zhì)分別進行利用，從而 為制備更有價值的產(chǎn)品提供可行性。
[0004] 近年來，人們使用萃取分離方式從煤直接液化殘渣中分離有機質(zhì)與無機質(zhì)。例如 CN101885976、CN101580729A、CN1948148A、CN1629257A公開了用萃取的方法從煤直接液化 殘渣中提取重質(zhì)油和中間相浙青或浙青烯和/或前浙青烯的工藝。萃取劑通常包括有機溶 齊U、離子液體、煤直接液化自身產(chǎn)生的液體油。然而，煤直接液化殘渣是一種高碳、高灰和高 硫的物質(zhì)，其中無機礦物質(zhì)和催化劑的含量達到30%，如此高的無機質(zhì)含量直接影響煤直接 液化殘渣的軟化點和粘度，因此一般采用較高的溫度和壓力進行有機質(zhì)的分離，從而提高 了從煤直接液化殘渣中分離有機質(zhì)的操作難度，不但增加了分離工藝的復(fù)雜性并且增加了 生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)從煤直接液化殘渣中提取有機質(zhì)的方法存在處 理工藝復(fù)雜等缺陷，提供一種從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法和煤液化芳烴，該方法 可僅進行一次萃取即可快速從煤液化殘渣中獲得液化芳烴，采用該方法獲得的煤液化芳烴 碳氫摩爾比低。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法， 該方法包括在萃取條件下，將煤液化殘漁和娃酸鹽與萃取劑相接觸，進行萃取，將萃取后的 混合物進行固液分離。
[0007] 所述硅酸鹽可具有一定粒度，其平均粒徑優(yōu)選為20?400微米，更優(yōu)選地，平均粒 徑為40?100微米。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供了由上述方法獲得的煤液化芳烴。
[0009] 本發(fā)明提供的方法，可通過使萃取過程在具有一定粒度的硅酸鹽存在下進行，使 得從煤液化殘渣中獲取煤液化芳烴的速度大大提高。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0011] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明中平均粒徑是指重量平均粒徑。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法， 該方法包括在萃取條件下，將煤液化殘漁和娃酸鹽與萃取劑相接觸，進行萃取，然后將萃取 后的混合物進行固液分離。
[0014] 所述硅酸鹽可具有一定粒度，其平均粒徑優(yōu)選為20?400微米。更優(yōu)選情況下， 所述硅酸鹽的平均粒徑為40?100微米。
[0015] 盡管少量的具有一定粒度的硅酸鹽即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，但優(yōu)選情況下，所 述煤液化殘渣以其中的無機質(zhì)計，所述煤液化殘渣與硅酸鹽和萃取劑的重量比可以為1: 0? 15 ?1. 25 :6 ?70,優(yōu)選 1 :0? 3 ?1:12 ?50。
[0016] 所述具有一定粒度的硅酸鹽可以為各種粒度在上述范圍內(nèi)的含硅酸鹽的物質(zhì)，例 如可以為各種含有氧化硅的工業(yè)廢料，例如選自礦渣、赤泥、催化劑廢料、硅藻土、廢分子篩 中的一種或多種。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述萃取劑可以為各種能夠溶解煤直接液化殘渣中的有機 質(zhì)，但不溶解其中無機質(zhì)的溶劑，可以為現(xiàn)有的各種市售品純?nèi)軇?，如糠醛、四氫呋喃中?一種或多種。其中，所述能夠溶解是指每100克溶劑中溶解的量不低于20克，反之則稱為 不溶解。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選所述萃取劑為石油餾分或煤直接液化過程中產(chǎn)生的液化油，特別是其 中IBP(初餾點)-260°C的餾分，尤其優(yōu)選該餾程的煤直接液化過程中產(chǎn)生的液化油。所述萃 取劑為煤直接液化過程中直接產(chǎn)生的煤液化油，從而既避免了萃取劑的外購負擔(dān)，同時還 有效與煤直接液化過程的其他步驟相聯(lián)系，解決了其他步驟產(chǎn)生的液化油品的外送問題。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述萃取操作用于將煤直接液化殘渣中的有機質(zhì)與無機質(zhì)分 離并提取出來。所述萃取條件包括萃取的溫度可以為20-200°C，優(yōu)選為30-200°C，時間可 以為5-120分鐘，優(yōu)選為10-100分鐘。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，所述固液分離可以采用本領(lǐng)域公知的各種方法，例如所述固液分離 可以采用離心、抽濾和加壓過濾中的一種或多種方式，優(yōu)選加壓過濾或真空抽濾。加壓過濾 時，壓力可以為〇?l-3MPa，優(yōu)選為0? 2-2. 5MPa。
[0021] 本發(fā)明可以適用于各種煤直接液化殘渣，如本領(lǐng)域所公知，煤直接液化殘渣主要 由無機質(zhì)和有機質(zhì)兩部分組成，其中的有機質(zhì)包括重質(zhì)液化油、浙青類物質(zhì)和未轉(zhuǎn)化煤；無 機質(zhì)包括煤中礦物質(zhì)和外加的催化劑。
[0022] 本發(fā)明進一步優(yōu)選所述煤液化殘渣的平均粒徑為75?2000微米，更優(yōu)選地，平均 粒徑為80?500微米。
[0023] 本發(fā)明還提供了由上述第二方面的方法獲得的煤液化芳烴。采用上述方法獲得的 煤液化芳烴相對于現(xiàn)有技術(shù)方法獲得的煤液化芳烴碳氫摩爾比更低。
[0024] 此外，采用上述方法獲得的煤液化芳烴的無機質(zhì)含量不超過400ppm，優(yōu)選不超過 200ppm。本發(fā)明中，無機質(zhì)含量通過GB2295-80方法來測得，碳氫質(zhì)量比通過GB/T476-2001 方法來測得。
[0025] 采用上述方法獲得的所述煤液化芳烴含有86-93重量％的碳，4. 5-6. 6重量％的 氫，平均分子量為300-700,軟化點為60-180°C。
[0026] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的方法固液分離得到的液相(重質(zhì)液化油）可以進行液相加氫 處理，之后用作煤直接液化溶劑，分離得到的固相則可添加到道路浙青中，增加浙青的抗車 轍性。另外，本發(fā)明獲得的煤液化芳烴還可以用于炭電極材料。
[0027] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。煤液化芳烴的產(chǎn)率根據(jù)煤液化殘渣可 溶物/煤液化殘渣公式計算得到，軟化點通過ASTMD3104方法測得。
[0028] 實施例1
[0029] 將100g平均粒徑為180微米的煤直接液化殘渣(無機質(zhì)含量16. 1重量％，軟化點 為167°C)、8g硅藻土（Si02含量為80重量％，平均粒徑為80微米)、8g廢分子篩（Si02含量 為90重量％，平均粒徑為30微米）以及300g四氫呋喃加入攪拌釜中，加熱，待溫度穩(wěn)定在 50°C下連續(xù)攪拌約30min，之后冷卻至室溫，通過真空抽濾，進行固液分離。
[0030] 其中煤液化芳烴的產(chǎn)率以及獲得的煤液化芳烴的碳、氫含量，平均分子量，軟化點 以及無機質(zhì)含量見表1。
[0031] 對比例1
[0032] 將100g平均粒徑為180微米的煤直接液化殘渣(無機質(zhì)含量為16. 1重量％，軟化 點為167°C)和300g四氫呋喃加入攪拌釜中，加熱，待溫度穩(wěn)定在50°C時連續(xù)攪拌約30min， 之后冷卻至室溫，通過真空抽濾過濾，進行固液分離。
[0033] 其中煤液化芳烴的產(chǎn)率以及獲得的煤液化芳烴的碳、氫含量，平均分子量，軟化點 以及無機質(zhì)含量見表1。
[0034] 實施例2
[0035] 將100g平均粒徑為300微米的煤直接液化殘渣(無機質(zhì)含量18. 2重量％，軟化點 為180. 2°C)、6g硅藻土（Si02含量為80重量％，平均粒徑為80微米)、6g催化劑廢料（Si02 含量為92重量％，平均粒徑為40微米）以及400g四氫呋喃加入攪拌釜中，加熱，待溫度穩(wěn) 定在50°C時連續(xù)攪拌約10min，之后冷卻至室溫，通過真空抽濾，進行固液分離。
[0036] 其中煤液化芳烴的產(chǎn)率以及獲得的煤液化芳烴的碳、氫含量，平均分子量，軟化點 以及無機質(zhì)含量見表1。
[0037] 對比例2
[0038] 將100g平均粒徑為300微米的煤直接液化殘渣(無機質(zhì)含量18. 2重量％，軟化點 為180. 2°C)和300g四氫呋喃加入攪拌釜中，加熱，待溫度穩(wěn)定在30°C時連續(xù)攪拌約30min， 之后冷卻至室溫，通過真空抽濾，進行固液分離。
[0039] 其中煤液化芳烴的產(chǎn)率以及獲得的煤液化芳烴的碳、氫含量，平均分子量，軟化點 以及無機質(zhì)含量見表1。
[0040]表1
[0041]
【主權(quán)項】
1. 一種從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法，該方法包括在萃取條件下，將煤液化殘 渣和硅酸鹽與萃取劑相接觸，進行萃取，將萃取后的混合物進行固液分離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述煤液化殘渣中的無機質(zhì)、硅酸鹽和萃取劑的 重量比為1 :〇· 15?L 25 :6?70,優(yōu)選1 :0· 3?1:12?50。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述硅酸鹽為含有氧化硅的工業(yè)廢料，選自 礦漁、赤泥、催化劑廢料、娃藻土、廢分子篩中的一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中，所述煤液化殘渣的平均粒徑為75? 2000微米，優(yōu)選地，平均粒徑為80?500微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其中，所述硅酸鹽具有一定粒度，優(yōu)選所述 硅酸鹽的平均粒徑為20?400微米，更優(yōu)選地，平均粒徑為40?100微米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其中，所述萃取條件包括萃取的溫度為 20?200°C，萃取的時間為10?120分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述萃取劑為四氫呋喃、煤直接液化 過程中直接產(chǎn)生的煤液化芳烴品和石油餾分中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其中，通過離心、抽濾和加壓過濾中的至少 一種方式進行固液分離。
9. 由權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法獲得的煤液化芳烴。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤液化芳烴，其中，所述煤液化芳烴含有86-93重量％的碳， 4. 5-6. 6重量％的氫，平均分子量為300-700,軟化點為60-180°C。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的煤液化芳烴，其中，所述煤液化芳烴的無機質(zhì)含量不超 過 400ppm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從煤液化殘渣獲得煤液化芳烴的方法，該方法包括在萃取條件下，將煤液化殘渣在硅酸鹽存在下與萃取劑接觸，然后進行固液分離。本發(fā)明還公開了由上述方法獲得的煤液化芳烴。采用本發(fā)明的方法能夠有效提高煤液化芳烴的獲取效率，且獲得的煤液化芳烴具有明顯更低的碳氫摩爾比，更適合用作炭電極材料。
【IPC分類】C10G1-00
【公開號】CN104593034
【申請?zhí)枴緾N201310529392
【發(fā)明人】盛英, 宮曉頤, 賴世耀, 張勝振, 劉均慶, 鄭冬芳
【申請人】神華集團有限責(zé)任公司, 北京低碳清潔能源研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年10月31日