[发明专利]从煤直接液化残渣中萃取重质液化油的方法及提取的重质液化油及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及煤深度加工领域，特别涉及一种对煤液化残渣萃取后的固液进行分离和溶剂回收的方法。具体地说，本发明提供了一种从煤直接液化残渣中萃取重质液化油的方法以及由该方法提取的重质液化油及其应用。

背景技术

煤炭直接液化是对我国石油资源短缺的重要补充，对我国的能源安全具有重要的意义。

目前所有的煤炭直接液化工艺，煤的转化率都不可能达到100％，最后总是有约占液化进煤量的30％左右的液化残渣。液化残渣是一种高碳、高灰和高硫的物质，主要由煤中矿物质、催化剂、未反应的煤、沥青烯和重质液化油组成。其中，残渣中的重质液化油约占25～30％左右、沥青类物质的含量约占残渣量的20～25％左右，以固体物形式存在的未转化煤、灰分和催化剂约占50％左右。

有效利用煤液化残渣，对提高整个煤液化工艺的油收率，从而提高液化厂的经济效益，提高资源的利用效率，减少能源浪费具有非常重要的意义。当前对煤液化残渣的大宗利用途径主要有燃烧、焦化制油、气化制氢等方法。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，造成资源的浪费，而且液化残渣中较高的硫含量在燃烧过程中将带来环境方面的问题。焦化制油是将液化残渣中的沥青烯转化为重质油和可蒸馏油，虽然在一定程度上可以增加煤液化工艺的液体油收率，但液化残渣焦化后半焦收率高，油收率低，并不是最合理的利用途径。专利CN 101760220A公开了一种煤炭液化残渣的连续焦化方法和设备，焦化操作在高温、高真空度下进行，但由于重质液化油中芳烃含量高、容易聚合，在热处理时有相当比例的重质液化油缩聚为焦炭，因此实际获得的重质油比例并不高。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，但对残渣中的沥青类物质和重质油的高附加值利用潜力未得到体现。中国专利ZL200510047800.X公开了一种以煤炭直接液化残渣为原料利用等离子体来制备纳米碳材料的方法。中国专利ZL200610012547.9公开了一种将煤液化残渣作为道路沥青改性剂的方法。中国专利ZL200910087907.5公开了一种利用煤直接液化残渣制备沥青基碳纤维的方法。中国专利ZL200910086158.4公开了一种以煤液化残渣制备中间相沥青的方法。这些方法的目的均是对煤液化残渣中的沥青类物质加以高附加值利用，并没有从残渣中分离出重质液化油并加以利用，也就是说残渣中的油资源未得到充分的利用。

煤液化残渣中的重质液化油占残渣重量的30％左右，主要结构是以2～4环的芳烃为主。这部分重质液化油不仅可以作为加氢裂解制备轻质油品的原料，更重要的是，它特别适合用作煤直接液化过程中的溶剂。通常，煤直接液化过程溶剂中含有适量的重质馏份油。这些重质溶剂在液化过程中的作用是一方面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，另一方面缓解煤浆在输送、预热过程发生煤粉的沉降。如果能够将煤液化残渣中的这部分重质油品萃取出来作为煤直接液化的循环溶剂使用，不仅可以替代出原循环溶剂中的轻质组分，增加液化油品的收率，而且还可以提高循环溶剂的重质化程度，改善煤液化溶剂的质量，提高煤的液化效率，从而提高煤液化工艺的经济性。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提高煤液化过程经济性的重要课题。