整合型煤液化方法技术

一种整合型煤液化方法，包括煤气化步骤、费托合成步骤、煤预处理步骤以及煤直接液化步骤。其中，费托合成步骤的原料包括氢碳比小于２／１的合成气，费托合成步骤中水煤气转换反应所消耗的一氧化碳少于５％。煤预处理步骤在水与一氧化碳存在下，在华氏５５０至８００度下，把煤处理１０分钟至５小时。煤直接液化步骤把经过煤预处理步骤处理的煤直接加氢液化。该整合型煤液化方法具有较高的单位数量煤的液态产品产量以及较低的二氧化碳排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种整合型煤液化方法，尤其是一种整合了煤直接液化和煤间接液化的整合型煤液化方法。
技术介绍
能源工业界一直在进行从非石油资源中提炼油品的研究，包括各种煤直接液化与间接液化方面的研究。一些煤直接液与间接液化方案的产物富含芳香族化合物。为获得烷烃，需要对芳香族化合物进行加氢处理，然而在利用水煤气转换反应获得氢气的同时将产生大量二氧化碳。因此，这些方案需要具备处理二氧化碳的能力。从环境保护与经济角度考虑，需要设计一种工艺方法，以较高的效率从非石油资源中提炼油品，同时避免或者大幅降低二氧化碳的排放。另一方面，提高单位数量煤的油品产量对于煤液化的经济效益很重要，若能同时减少二氧化碳的排放，就可降低系统对二氧化碳的处理要求，这意味着在提高煤液化经济效益上迈进了一大步。目前已经有一些专利揭示了处理煤液化过程中产生的二氧化碳的方法，但主要集中在物理分离与进一步的处理上。比如，美国专利第5620670号、第6693138号、第6846404号以及第6992114号。总体而言，煤液化主要有四种方式：直接加氢处理(direct hudrogenation)、施主溶液加氢处理(donor solvent hydrogenation)、通过气化(gasification)和费托合成(F-T synthesis)的间接液化(indirect liquefaction)、高温分解(pyrolysis-->or thermal degradation)(请参Kirk Othomer所著的《Fuels》)。直接加氢处理是把固体状态的煤在高温(华氏750度以上)、高压(10MPa以上)、氢气(或CO+H2，CO+H2O)、催化剂以及溶剂的作用下，把煤的分子进行裂解加氢，直接转化为液体产品的加工过程。间接液化是先把固体状态的煤气化得到合成气(CO+H2)，再以合成气为原料合成液体产品的加工过程，其中，费托合成(F-T Synthesis)是以合成气为原料生产各种烃类和含氧有机化合物的最主要的煤液化方法。在溶剂和催化剂的作用下对煤进行直接加氢处理的技术是在二十世纪初被开发出来的。在典型的工艺方法中，煤与合适的溶剂形成浆液，在高温高压下与氢分子进行反应。早在1921年，费舍尔(Fischer)和史莱德(Schrader)就开发出了在水/一氧化碳(aqueous/CO)中进行的煤液化方法(F.Fisher & H.Schrader，Bennst.Chem.，2，257，1921)。一些基于水/一氧化碳与水/合成气，反应温度为华氏750至850度的褐煤液化方法得到开发，其中包括美国矿物局(U.S.Bureau ofMines)的COSTEAM工艺方法(H.R.Appell，E.C.Moroni，R.D.Miller，EnergySources，3，163，(1971))。还有一些在褐煤间接液化方法中的优化程序也在最近得到开发，包括以物理手段减少水含量以及污染的程序。
技术实现思路
本专利技术的实施例之一提供了一种整合型煤液化方法，整合了煤直接液化与煤间接液化，煤直接液化中包括煤的预处理步骤，使煤在水与一氧化碳存在的条件下进行反应。相较于现有技术，其单位数量煤的油品产量较高，二氧化碳排放量较低，在经济效益和环境保护方面都具有较大优势。本专利技术的一方面提供了一种整合型煤液化方法，包括以下步骤：煤气化步骤，在合成气生产工艺条件下把含煤原料、水以及氧气转化为合成气以及其他副产物；费托合成步骤，把由煤气化步骤获得的合成气进行费托合成以获得烃类产品、含氧有机物以及水；煤预处理步骤，在华氏550至800度下，-->在水与一氧化碳存在的条件下，把煤处理10分钟至5小时，其中，一氧化碳来自煤气化步骤获得的合成气或费托合成的尾气或煤预处理步骤的尾气；煤直接液化步骤，把经过煤预处理步骤处理的煤在煤直接液化工艺条件下转化为液态产品。【附图说明】图1为本专利技术整合型煤液化方法的工艺流程图。【具体实施方式】请参图1，一整合型煤液化方法200包括煤气化步骤201、费托合成步骤203、一氧化碳回收步骤205、煤预处理步骤207以及煤直接液化步骤209。其中，煤气化步骤201把含煤原料转化为合成气。费托合成步骤203把由煤气化步骤201获得的合成气进行费托合成以获得烃类产品以及尾气。一氧化碳回收步骤205回收合成气中的一氧化碳，或者费托合成步骤203尾气中的一氧化碳，或者煤预处理步骤207尾气中的一氧化碳。煤预处理步骤207把由煤粉与水或/和有机溶剂混合形成的煤浆在由一氧化碳回收步骤205回收获得的一氧化碳气氛下进行处理，并产生尾气。煤直接液化步骤209把经过煤预处理步骤207处理的煤浆进行加氢液化产生粗油和残渣。该煤直接液化步骤209所产生的残渣可作为煤气化步骤201的原料。由煤气化步骤201获得的合成气经过一氧化碳回收步骤205处理后获得氢碳比较高的合成气与一氧化碳，其中，该氢碳比较高的合成气可作为费托合成步骤203的原料。其中，费托合成步骤203以及煤预处理步骤207的尾气无需经过气体分离而可直接用于煤预处理步骤207，从而可大幅节省设备投资。煤气化步骤201把煤、水以及氧气转化为合成气与其他副产物。在一个实施方案中，被粉碎的煤和水以及氧气被送入合成气生产装置生产合成气。以低温空气分离装置被用于分离氧气和氮气，其中，氧气可用于合成气的生产，氮气在其他程序中可被用作惰性气体，也可用于生产各种产品。煤的气-->化温度为华氏2300度至2800度，通过往冷却装置中注入的水把合成气冷却至华氏1000度，同时除去灰、矿渣以及无机物。合成气在废热锅炉中进一步冷却，以减少合成气中水的含量，而输入的水被加热后产生中压蒸汽以供其他步骤使用。通过分离管(separator vessel)把合成气中的水除去，接着把合成气输入酸性气体去除装置以除去大部分硫，再把经过酸性气体去除装置的合成气输入除硫装置除去剩余的微量的硫。在此采用金属氧化物催化剂，较优选的，采用氧化锌催化剂，反应温度可以是华氏580度至730度，线速度大于3-4英尺/秒。本专利技术中，“煤”是指品质低于无烟煤的所有含碳固体状态原料，包括生煤、亚烟煤、褐煤、泥煤以及它们的混合物等。本专利技术的整合型煤液化方法尤其适用于亚烟煤及更低品质的煤。进一步的，煤经过粉碎处理使之形成尺寸为10微米至1/4英寸大小的颗粒，通常为8目(Tyler)。费托合成步骤203用由煤气化步骤201获得的合成气合成烃类产品与其他副产物。一氧化碳回收步骤205可回收由煤气化步骤201获得的合成气中的一氧化碳，或费托合成步骤203的尾气中的一氧化碳，或煤预处理步骤207尾气中的一氧化碳，用于煤预处理步骤207。在一个实施方案中，在所述煤预处理步骤207中采用促进剂。煤预处理步骤207的反应温度相对温和。煤预处理步骤207中将产生有限数量的挥发性液态含烃产物，通常小于总质量的10％。因为已经经过加氢反应，水和氧气的量都有所下降。经过预处理，不仅煤的品质得到了提高，而且煤在后续步骤中的反应活性也得到了提升，明显提升了煤液化的性能。预处理同时具备以下优点：降低煤液化对反应条件的苛刻要求、提高煤液化的产量、提高转化为轻油的选择性、减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整合型煤液化方法，包括以下步骤：　　　　煤气化步骤，把含煤原料、水以及氧气转化为合成气；　　　　费托合成步骤，把由所述煤气化步骤获得的合成气进行费托合成以获得烃类产品与富含一氧化碳的尾气；　　　　煤预处理步骤，其将煤浆在一氧化碳气氛下处理并产生尾气，其中，一氧化碳来自所述费托合成步骤的尾气或者煤预处理步骤的尾气；　　　　煤直接液化步骤，把经过煤预处理步骤处理的煤浆进行加氢液化产生粗油与残渣。

【技术特征摘要】
CN 2006-12-30 20061017279071.一种整合型煤液化方法，包括以下步骤：煤气化步骤，把含煤原料、水以及氧气转化为合成气；费托合成步骤，把由所述煤气化步骤获得的合成气进行费托合成以获得烃类产品与富含一氧化碳的尾气；煤预处理步骤，其将煤浆在一氧化碳气氛下处理并产生尾气，其中，一氧化碳来自所述费托合成步骤的尾气或者煤预处理步骤的尾气；煤直接液化步骤，把经过煤预处理步骤处理的煤浆进行加氢液化产生粗油与残渣。2.如权利要求1所述的整合型煤液化方法，其特征在于：所述费托合成步骤所采用的催化剂为钴基催化剂。3.如权利要求1所述的整合型煤液化方法，其特征在于：所述费托合成步骤还包括水煤气转换反应，其中，水煤气转换反应消耗的一氧化碳少于5％。4.如权利要求1所述的整合型煤液化方法，其特征在于：所述煤预处理步骤中把煤浆在华氏550至800度的温度下处理10分钟至5小时。5.如权利要求4所述的整合型煤液化方...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞寇费雅图，王尤崎，
申请(专利权)人：亚申科技研发中心上海有限公司，美国亚申公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]