[发明专利]一种采用煤液化残渣制备沥青的方法和系统

说明书

本发明是关于一种采用煤液化残渣制备沥青的方法和系统。包括，混合萃取装置、第一过滤单元、第二过滤单元、干燥装置和蒸馏装置，所述的混合萃取装置与所述的第一过滤单元连通，所述的第一过滤单元与所述的干燥装置连通，所述的第一过滤单元与所述的第二过滤单元连通，所述的第二过滤单元与所述的蒸馏装置连通，其中，所述的第一过滤单元至少包括第一过滤装置和第二过滤装置，第二过滤单元至少包括第三过滤装置和第四过滤装置。本发明提供的沥青制备系统，两个过滤单元中均包含两个过滤装置，过滤装置交替进行，实现了沥青的连续化生产。

技术领域

本发明属于煤炭深加工领域，具体涉及一种煤直接液化残渣的处理方法，特别是涉及一种对经过充分萃取后的煤直接液化残渣进行固液分离进而获得精制沥青的方法及系统。

背景技术

我国富煤贫油，能源安全形势严重。煤直接液化就是在高温高压下，借助于供氢溶剂和催化剂，使氢元素进入煤及其衍生物的分子结构，从而将煤炭转化为液体燃料或化工原料的先进洁净煤技术。发展煤炭液化技术，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，同时也是提高我国煤炭资源利用率、减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要措施。

在煤直接液化生产过程中，无论是采用哪种煤直接液化工艺，煤的转化率都不可能达到100％，最后总是有少量未反应煤需排出液化装置，加上煤中夹带的无机矿物和加入煤浆的催化剂，它们都是以固体形态与液化油混合在一起。各种液化工艺采用不同的固液分离分离方法将它们与液化油分开，常见的有减压蒸馏、溶剂萃取和过滤等几种。分出液化油后的固体物质称为煤直接液化残渣，简称为煤液化残渣。

煤液化残渣的性质取决于液化煤的种类、液化工艺条件和固液分离方法，它是一种高炭、高灰、高硫的物质，产量一般达到原料煤的30％左右。煤液化残渣在室温下的外观呈固体沥青状，软化点约为180℃左右。煤液化残渣包括重质液化油、沥青类物质、未转化煤和外加的催化剂，其中，重质液化油和沥青类物质含量约占残渣的50％左右、未转化煤约占30％左右、灰分约20％左右。无论是从液化整体的经济性，还是从资源利用和环境保护的角度出发，都需要对液化残渣进行加工处理和转化利用，这也是煤炭高效直接液化工艺必须解决的关键技术问题之一。残渣中的重质液化油和沥青类物质易于溶于有机溶剂，采用有机溶剂萃取的方法对煤液化残渣进行分质分级利用，具有重要的经济效益和社会效益。

对煤液化残渣进行溶剂萃取，再进行固液分离和溶剂回收，有以下难点：残渣溶液中的固体物质浓度高，固体颗粒很细，粒度分布从不到1微米到数微米，部分悬浮于残液中，部分呈胶体状态；前沥青烯和沥青烯等高黏物的存在，以及未转化煤在其中的溶胀和胶溶作用都会使黏度很高；固液两相间的密度差很小。这些因素都导致对煤液化残渣进行固液分离难度很大，分离效果差，连续化操作困难。

现有技术公开了一种煤液化残渣的分离方法及分离系统，采用一次过滤，两台过滤机交替使用的方式，初步实现了连续化操作，缺陷是由于萃取混合液固体含量高，导致除滤饼比较频繁，并且滤饼采用人工卸料，卸料速度的快慢严重影响连续化操作进程；卸料过程无法密封操作，萃取剂很容易挥发污染环境，影响操作人员身体健康；而且滤饼里面含有残留萃取剂，无法回收利用，既污染了环境，也造成了萃取剂的损失，增加了企业运行成本。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种分离效果好、工艺过程简单、全称密封无污染、能实现长周期连续化操作的从煤直接液化残渣中获得精制沥青的方法和系统，从而达到煤液化残渣进行分质分级利用的目的。该方法的工艺特点是利用有机溶剂对煤液化残渣进行萃取，对残渣和萃取剂混合物经过两步固液分离，分离得到的精制沥青，可作为制备高附加值碳材料的原材料或作为焦化添加剂制备高性能铸造焦，分离得到的萃余物固体含有未转化煤和催化剂，可以燃烧发电、配煤气化或作为建筑材料。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。