[发明专利]一种煤液化沥青的制备方法、制备装置及煤液化沥青

说明书

本发明提供了一种煤液化沥青的制备方法、制备装置及煤液化沥青。煤液化沥青的制备方法包括：分子蒸馏步骤：将煤液化沥青原料通过分子蒸馏，分离出轻组分沥青；加氢步骤：将轻组分沥青进行加氢，得到加氢产物；除杂步骤：脱除加氢产物中的金属杂质，得到煤液化沥青。本发明的技术方案以煤液化过程中产生的副产物煤液化沥青为原料，实现了副产物的高附加值利用，有利于缓解资源经济与环境的压力，具有优越的经济和生态效益。应用本发明的技术方案制备的煤液化沥青具有软化点高、金属和杂原子含量低的特点，金属含量可控制在15ppm以下。而且，本发明的制备方法和装置反应条件相对温和，工艺流程简单，操作控制及时，污染小，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及煤液化沥青的精制，具体而言，涉及一种煤液化沥青的制备方法、制备装置及煤液化沥青。

背景技术

我国能源现状是“富煤、缺油、少气”，所以，充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭液化技术是减少对国外原油过度依赖，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。

煤的直接液化过程会产生30wt％的煤液化残渣，它是一种高灰、高硫和高热值的物质，主要由非馏出液化油(正己烷可溶物)、煤液化沥青(正己烷不溶物、四氢呋喃可溶物)、未转化的煤和反应后的催化剂组成。煤液化沥青约占煤液化残渣质量的45～50％，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，这是很多石油沥青质所没有的特性，是一种非常宝贵而独特的资源。

目前，国内外关于煤液化沥青的技术目前尚处于起步阶段。

在现有技术中公开了一种改性沥青、利用煤直接液化残渣制备改性沥青的方法及其应用。该方法包括以下步骤：S1、对煤直接液化残渣进行处理，得到第一萃取物和第一萃余物；S2、对第一萃余物进行处理，得到第二萃取物和第二萃余物；以及S3、对第一萃取物进行聚合反应，得到第一改性沥青，对第二萃取物进行聚合反应，得到第二改性沥青。

但是，现有技术中的方法得到的煤液化沥青中的灰分和金属含量仍然较高，最低也在100ppm以上，难以达到15ppm的分离下限，而煤液化沥青中的杂质，特别是煤液化催化剂和原煤中引入的Fe、Si、Al、Ca、Mg等元素杂质，在后续制备碳材料的过程中，其含量不会自然降低，限制了其作为制备超级电容器、医用球形活性炭等高端碳材料的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤液化沥青的制备方法、制备装置及煤液化沥青，以解决现有技术中的煤液化沥青中杂质含量较高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤液化沥青的制备方法，该方法包括：分子蒸馏步骤：将煤液化沥青原料通过分子蒸馏，分离出轻组分沥青；加氢步骤：将轻组分沥青进行加氢，得到加氢产物；除杂步骤：脱除加氢产物中的金属杂质，得到煤液化沥青。

进一步地，在上述制备方法中，在分子蒸馏步骤之前，制备方法还包括过滤步骤：将煤液化沥青原料过滤，以除去其中的固体颗粒。

进一步地，在上述制备方法中，在过滤步骤中，将煤液化沥青原料通过微滤膜过滤。

进一步地，在上述制备方法中，在过滤步骤中，微滤膜的滤孔孔径为0.025～10μm，优选为0.025～1μm，操作压力为0.01～0.2MPa，优选为0.05～0.2MPa，温度为250～320℃，优选为280℃。

进一步地，在上述制备方法中，在进行加氢的过程之前，加氢步骤还包括对轻组分沥青进行超声波处理的步骤。

进一步地，在上述制备方法中，超声波处理的条件如下：频率为60～100kHz，优选为100kHz，超声处理时间为60～100min，温度为260～350℃，优选为280℃。

进一步地，在上述制备方法中，除杂步骤包括将加氢产物在电解液中通过电泳脱除金属杂质。