[发明专利]抽提煤直接液化残渣中的有机质的方法及由此得到的有机质抽提物

说明书

本发明涉及抽提煤直接液化残渣中的有机质的方法。具体而言，本发明所述方法包括如下步骤：将煤直接液化残渣与溶剂按质量比1:(1‑50)进行混合，所述溶剂选自水或水与有机溶剂的复合溶剂，将得到的混合物加热至温度为250℃以上并进行反应，并将产生的反应物过滤后得到固相产物和液相产物，在对液相产物进行常减压蒸馏后能够得到有机质抽提物。本发明所述的方法具有生产成本低廉、对环境友好、后续的抽提物分离操作简单、以及提取得到的有机质抽提物具有高H/C比等优点。

技术领域

本发明属于煤直接液化技术领域，涉及抽提煤直接液化残渣中的有机质的方法及由此得到的有机质抽提物。具体而言，本发明涉及用选自水或水与有机溶剂的复合溶剂中的一种抽提煤直接液化残渣中的有机质的方法，以及通过该方法提取得到的有机质抽提物。

背景技术

当前，世界范围内的经济发展仍严重依赖于石化能源的生产和利用，中国也不例外。基于中国的能源结构组成(富煤少油)和消费特点以及相对较高的经济发展速度，能源的有效利用和安全问题已经显得越来越重要。然而，对于作为主要能源的石油，中国的储备量相对较低。为确保我国的能源环境安全，充分利用我国富含的煤炭资源来减少对国外石油进口的依赖，已得到了各界的广泛共识。

作为目前利用煤炭资源的常规方法之一的煤直接液化技术，能够充分且清洁地利用我国较为丰富的煤炭资源。该液化技术通过对“富碳贫氢”的“固体”煤直接加“氢”，生产出类似于“原油”的液化产物。这些液化产物可经过类似于石油的炼制和加工过程，从而生产得到包括发动机燃料在内的各种化学品。在该液化技术的工艺过程中，煤直接加氢液化反应是其中的关键反应单元。在该反应单元中，除了生成“液态”的目的产物外，受反应物活性和操作条件的制约，还生成占进料质量约30％左右的“固态”液化残渣作为副产物。该液化残渣成分复杂，其中含有质量约占30％的未分离的重质油以及质量约占30％左右的沥青类有机质。考虑到煤直接液化技术的主要目的是生产液体油品，所以上述液化残渣中的有机质是否能够有效回收，将会直接影响整个煤直接液化技术的效率和经济性。

此前针对煤液化残渣通常采用直接燃烧、焦化制油等手段进行处理，这不仅带来了环境问题，而且明显降低了煤直接液化技术的经济性。因此，如何有效且低成本地回收上述液化残渣中的有机质成为目前针对煤直接液化技术进行改进的首选方向。

迄今为止，在现有技术中，本领域技术人员研究了使用有机萃取溶剂对煤直接液化残渣中的有机质进行抽提。例如，中国专利CN 101885976B和CN 101962561B公开了以煤直接液化过程本身产生的油品作为萃取溶剂对煤液化残渣进行萃取的方法；苗强(煤直接液化残渣萃取技术现状及发展趋势，《洁净煤技术》，第21卷第1期，2015年1月，第56-60页)提到的现有技术中将喹啉、芳烃混合物、咪唑类离子液体、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、糠醛、吡啶等有机溶剂作为用于对煤液化残渣进行抽提的溶剂；刘鹏飞等(神华煤直接液化残渣超临界溶剂萃取研究，《燃料化学学报》，第40卷第7期，2012年7月，第776-781页)公开了采用甲苯、苯和乙醇三种溶剂通过超临界溶剂萃取法对煤直接液化残渣进行萃取。

然而，由于采用这些有机溶剂作为抽提溶剂本身成本较高，而且，为了避免有机溶剂的腐蚀作用还需要采用特定材质的反应装置，这也提高了生产成本。此外，由于有机溶剂的使用还容易造成环境污染的问题。因此，开发出新的抽提方法，既能够有效地抽提煤直接液化残渣中的有机质，还能够保证所用抽提剂成本低廉且能够减轻污染并对环境友好，成为摆在本领域技术人员面前亟需解决的技术问题。

发明内容

虽然水在常温常压下是极性溶剂，但是随着温度的升高，水由极性物质变为非极性物质，对有机质的溶解能力逐步增强。此外，在水中添加一定量的有机溶剂，相对而言能够在较低的温度条件下进一步提高抽提效率。针对本领域中存在的上述技术问题，本发明人通过研究发现，采用水或水与有机溶剂的复合溶剂在高温下与煤直接液化残渣进行反应，能够实现对煤直接液化残渣中的有机质进行抽提，从而提供了一种成本低廉、环境友好且能够有效地抽提煤直接液化残渣中的有机质的方法。