煤直接液化残渣的萃取方法以及萃取物的应用技术

本发明专利技术涉及煤直接液化残渣的萃取方法以及萃取物的应用。该萃取方法包括：ａ）将煤液化残渣粉与第一萃取溶剂加入搅拌釜中进行一级萃取；ｂ）对步骤ａ）的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回收第一萃取溶剂进行循环使用；ｃ）回收第一溶剂后得到萃取物，将萃取物与第二萃取溶剂混合进行二级萃取；ｄ）对步骤ｃ）的萃取混合物进行固液分离，使液体部分经溶剂回收单元回收第二萃取溶剂后得到重质液化油，然后与其它循环溶剂一起进入煤液化溶剂加氢单元进行适度加氢，作为煤液化过程的循环溶剂；以及ｅ）对步骤ｄ）中得到的沥青类物质，用加热干馏的方法进行热处理，得到中间相沥青和油品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤深度加工领域，特别是涉及煤直接液化残渣的萃取方法以及萃取物的应用。
技术介绍
煤炭直接液化是将煤通过高温、高压，在催化剂的作用下加氢直接转化成清洁的 运输液体燃料(石脑油、柴油等)或化工原料的一种先进洁净煤技术，是缓解我国石油资源 短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一。煤直接液化过程的主要目标产品是液化油 品，并副产一些烃类气体、COx等气体、工艺水以及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。如何利用这部分煤液化残渣提取 出有价值的产品，对液化过程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。煤直接液化残渣主要由无机质和有机质两部分组成，其中的有机质包括重质液化 油、浙青类物质和未转化煤；无机类物质包括煤中矿物质和外加的催化剂。有机类物质中的 重质液化油、浙青类物质含量约占残渣量的50 %左右，未转化煤约占30%左右，灰分约占 20%左右。因此，将残渣中50%左右的浙青和重质油分离出来进行综合加工利用，从中提取 或制备出更有价值的产品具有可行性。如何有效的利用煤液化残渣，使其产生更大的经济效益，一直是煤直接液化领域 的一个富有挑战性的课题。当今对煤液化残渣的利用主要有燃烧、焦化制油、气化制氢等传 统方法。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，造成资源的巨大 浪费，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题。焦化制油是将液化残渣中的 浙青烯转化为重质油和可蒸馏油，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，焦化过程得到半焦由于硫含量高和灰含量高，其利用途径也不十分 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，而且残渣中灰分高达20%以上，这必 将给气化炉的排渣带来很大影响。中国专利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。中国专利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。中国专利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。中国ZL200910086158. 4公开了一种以煤液化残渣制备中间相浙青的方 法。这些方法均是以煤液化残渣中的浙青类物质为原料，没有涉及到残渣中的重质液化油 的利用，而且残渣中浙青类物质的抽提均是以价格昂贵的纯化学试剂为溶剂，成本相对比 较高。日本专利JP 59084977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，但存在着由于抽提物中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。JP 1304182公开了一种从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 质进入煤炭液化单元进行再液化反应。一方面，由于重质油品的馏份比较重，芳烃含量比 较高，二次加氢裂解制轻质燃料时反应比较剧烈，不仅要求进行深度加氢，导致增加了氢耗 量，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烯类物质的合理高效利用。煤直接液化残渣中的重质液化油的含量占残渣重量的30%左右，主要结构是2 4环的芳烃和部分氢化芳烃。这部分重质液化油虽然经加氢裂解以后可以得到轻质液化油， 但由于该油品馏份较重、芳烃含量高，需要进行深度加氢，催化剂容易失活。而煤直接液化 过程中需要有适量的重质馏份油作为溶剂。通常，这些溶剂在使用前只要求进行适度加氢 处理，加氢前后的芳碳率变化在0. 05 0. 1之间，使油品中的部分容易加氢的芳环氢化，从 而提高溶剂的供氢能力。同时，煤液化过程中的重质溶剂，不仅可以提高溶剂对煤和煤热 解自由基碎片的溶解能力，提高溶剂的供氢性能，而且可以缓解煤粉在输送、预热过程的沉 降。如果把煤液化残渣中的这部分重质油品经适度加氢以后作为煤直接液化的循环溶剂使 用，将可以替代出原循环溶剂中的轻质组分，不仅可以增加液化油品的收率，提高循环溶剂 的重质化程度，改善煤液化溶剂的质量，而且这些重质油所要求的加氢程度不高，对催化剂 要求相对不高，可以与循环溶剂共同加氢，不用新增加加氢装置，因此，工艺相对简单、操作 条件也相对缓和。煤直接液化的目的是提供液体燃料，因此，如何尽量多的回收这部分重质 液化油以替换出液化循环溶剂中的轻质液化油从而提高整体液化工艺的油收率是关系到 煤液化过程经济性的重要课题。液化残渣中的浙青烯类物质的含量约为残渣量的20%左右，主要由多环的缩合芳 烃组成，具有芳香度高，碳含量高，容易聚合或交联的特点，非常适合作为制备炭素材料的 原料，是一种非常宝贵而独特的资源。通常条件下，液化残渣为减压蒸馏装置的釜底流出物，因此其中的重质液化油馏 份较重，一般为沸点> 350°C的馏份油，而且与浙青类物质结合的比较紧密，用普通的减压 蒸馏方式难以将它们进行分离。通常的干馏、焦化等热处理方法，虽然能够实现重质油与浙 青焦的分离、回收重质液化油的目的，但由于重质液化油中芳烃含量高、芳烃缩合度高，在 热处理过程中将发生剧烈的缩聚反应，相当比例的重质油分缩聚为焦炭，因此实际得到的 重质油品的比例并不高。难以达到充分、合理、高效的利用煤液化重质液化油的目的。基于上述原因，本专利技术提出了一种利用两级萃取从煤炭直接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份段的油品 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并进行合 理利用的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用不同馏份段的液化油品对煤液化残渣进行分级萃 取，使萃取得到的重质液化油与煤液化过程中的循环溶剂一起进行适度加氢以后作为煤液化的循环溶剂使用，萃取得到的浙青类物质经过热处理得到中间相浙青类物质作为制备碳素材料的原料的方法。本专利技术提供的煤直接液化残渣的两级萃取及萃取物的利用方法，其特征在于将煤 直接液化残渣以两种不同馏份段的液化油(称为第一溶剂和第二溶剂)作为萃取溶剂，分 别进行萃取，得到重质液化油和浙青类物质，并分别加以合理利用。本专利技术的一个方面，提供了一种利用两级萃取从煤直接液化残渣中提取重质液化 油和浙青类物质的方法，所述方法包括以下步骤a)将煤液化残渣粉与第一萃取溶剂一起加入到搅拌釜中进行一级萃取；b)对步骤a)的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回 收第一萃取溶剂进行循环使用；c)回收第一溶剂后得到萃取物，将该萃取物与第二萃取溶剂混合，进行二级萃 取；d)对步骤C)的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回 收第二萃取溶剂后得到重质液化油，然后与其它循环溶剂一起进入煤液化溶剂加氢单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用两级萃取从煤直接液化残渣中提取重质液化油和沥青类物质的方法，所述方法包括以下步骤：　　ａ）将煤液化残渣粉与第一萃取溶剂一起加入到搅拌釜中进行一级萃取；　　ｂ）对步骤ａ）的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回收第一萃取溶剂进行循环使用；　　ｃ）回收第一溶剂后得到萃取物，将该萃取物与第二萃取溶剂混合，进行二级萃取；　　ｄ）对步骤ｃ）的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回收第二萃取溶剂后得到重质液化油，然后与其它循环溶剂一起进入煤液化溶剂加氢单元，进行适度加氢；以及　　ｅ）对步骤ｄ）中分离得到的沥青类物质，用加热干馏的方法进行热处理，得到中间相沥青和油品，将得到的油品送入步骤ｄ）所述的加氢单元中。

【技术特征摘要】
一种利用两级萃取从煤直接液化残渣中提取重质液化油和沥青类物质的方法，所述方法包括以下步骤a)将煤液化残渣粉与第一萃取溶剂一起加入到搅拌釜中进行一级萃取；b)对步骤a)的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回收第一萃取溶剂进行循环使用；c)回收第一溶剂后得到萃取物，将该萃取物与第二萃取溶剂混合，进行二级萃取；d)对步骤c)的萃取混合物进行固液分离，使得到的液体部分经溶剂回收单元回收第二萃取溶剂后得到重质液化油，然后与其它循环溶剂一起进入煤液化溶剂加氢单元，进行适度加氢；以及e)对步骤d)中分离得到的沥青类物质，用加热干馏的方法进行热处理，得到中间相沥青和油品，将得到的油品送入步骤d)所述的加氢单元中。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一萃取溶剂和所述第二萃取溶剂为煤直 接液化过程中直接产生的液化油品。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一萃取溶剂为220 260°C的馏份，而所 述第二萃取溶剂为IBP iio°c的馏份。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤a)中的一级萃取的萃取操作条件为 煤液化残渣与所述第一萃取溶剂的质量比为1 1 10，优选为1 2 8;队和/或!12 气氛，压力为0. 1 3. OMPa，优选为0. 2 2. 5MPa ；萃取温度为60 300°C，优选为80 2500C ；萃取时间为5 120min，搅拌速率为50 400r/min。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤c)中的二级萃取的萃取操作条件为 煤液化残渣与所述第二萃取溶剂的质量比为1 1 10，优选为1 1 6;队和/或!12 气氛，压力为0. 2 3. 5MPa，优选为0. 5 2. 5MPa ；萃取温度为30 250°C，优选为40 2000C ；萃取时间为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秀章，李克健，张胜振，舒歌平，李丽，
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北京研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]