[发明专利]煤焦油的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤焦油的综合加工方法，尤其涉及在超临界状态的水中在催化剂的作用下使煤焦油与水和氢气发生反应以转化成可燃气体或轻质油品的方法。

背景技术

煤焦油是煤在干馏和气化过程中产生的一种具有刺激性臭味、呈黑色或黑褐色粘稠状的液体产品，它是几乎完全由芳香族化合物组成的一种复杂的混合物。其组成成分大约有1万种左右，目前已经确认的单一化合物约500种。据统计，全世界煤焦油产量已高达2000万吨/年，但实际进行加工的煤焦油量只有1600万吨，每年从中获得500万吨各类化工产品。其余约有五分之一的煤焦油被烧掉，造成了资源的巨大浪费。

根据干馏温度不同，可以将煤焦油分为高温煤焦油(1000℃)、中温煤焦油(800-1000℃)、中低温煤焦油(650-800℃)和低温煤焦油(450-650℃)。超临界煤焦油指在超临界条件下对煤炭进行处理所产生焦油。从可加工性角度考虑，煤焦油的干馏温度越高，其重质组分含量越大，即作为其组成成份的芳族化合物的稠合程度越高，越难以进行加工利用。例如，工业上，各种煤焦油的加工难度顺序为高温煤焦油＞中温煤焦油＞中低温煤焦油＞低温煤焦油。

煤焦油的传统加工方法多是通过蒸馏切取不同馏程馏分，再通过深加工获得单一组分或市场所需的特殊产品。但是整个煤焦油加工过程存在工艺复杂、设备投入大、能耗高等缺点。尤其是焦油沥青，其含量约占煤焦油的55％，由于沸点高于360℃，工业上很难进行深加工。

中国专利CN101033410A介绍了一种用超临界溶剂加氢处理煤焦油的方法，其利用有机物丙酮、二甲苯和环己烷作反应溶剂，通过加氢催化，获得轻质化油品。但该专利存在以下缺点：

●以有机物丙酮、二甲苯和环己烷作反应溶剂，有机物本身具有毒性，容易造成对环境和人体的伤害；

●有机溶剂容易与产物形成共沸物而难以分离，影响产品品质；

●该专利目的旨在获得轻质油品，产品较为单一；

●轻质油收率低；

●重油利用方法简单，只是返回反应器继续反应，未作其他处理和利用。

可见，无论是传统蒸馏加工方法还是超临界溶剂加氢处理的方法，都存在着很大的局限性。

发明概述

基于以上问题，本发明提出了一种新的煤焦油加工途径：在氢气的存在下在催化剂的存在下在超临界状态的水中处理煤焦油，形成反应产物。本发明旨在利用超临界水的特殊物性，再结合催化加氢等手段，对煤焦油进行深加工，并通过改变温度压力等参数最终获得不同的目标产物。

附图简述

图1和图2是本发明的不同实施方案的示意图。

发明详述

众所周知，物质可以固态、液态、气态和超临界状态等状态存在，物质所处的状态取决于它的温度、压力、密度、组成等状态参数。当物质的温度和压力同时高于其临界温度和临界压力时，则称其处于超临界状态。超临界状态不同于气态和液态，它具有特殊的物理化学性质。

超临界水是超临界流体的一种。当温度高于374.1℃，压力高于22.12MPa时(本文所述压力均为绝对压力，下同)，水处于超临界状态，其性质发生了很大的改变。例如，在非超临界状态下，碱金属或碱土金属氢氧化物或碱金属或碱土金属碳酸盐在水中通常具有良好的溶解性，但在超临界状态的水中，它们的溶解度将急剧降低，以致于能从其水溶液中析出来。此外，超临界状态下的水具有优异的传质能力，这也使得它成为理想的反应介质。