[发明专利]低阶煤和生物质为原料合成甲烷和汽柴油的方法及系统

权利要求书

1.一种以低阶煤和生物质为原料合成甲烷和汽柴油的方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）将低阶煤焦化处理，得到固体产物半焦和气相产物，其中将气相产物分离出热解气和焦油；

（2）将步骤（1）的固体产物半焦进行气化得到半焦气化合成气；

（3）将生物质气化后得到生物质气化合成气；其中优选所述生物质与低阶煤干燥无灰基质量比为0.50～1.5；

（4）将步骤（1）的热解气、步骤（2）的半焦气化合成气和步骤（3）的生物质气化合成气混合后进行费托反应，然后将得到的油气分离分别得到合成油和未转化气体；优选所述费托反应的条件为：温度310-370℃，催化剂为Co和/或Ru系催化剂；优选为Ru、TiO₂、Co、Zr、SiO₂和MgO中的一种或两种以上的组合；其中更优选为Ru/TiO₂，Co/Zr/SiO₂或Co/MgO/SiO₂；

（5）将步骤（4）得到的合成油与步骤（1）得到的焦油混合，并进入烃类回收塔蒸馏分别得到温度小于180℃、180-320℃和大于320℃的馏分；分别将上述馏分进行加氢处理；

其中优选是将上述馏分中的温度小于180℃和180-320℃的馏分进行加氢精制，优选加氢精制的反应条件为催化剂是SiO₂-Al₂O₃型催化剂，压力35-65atm，温度350-500℃，氢油摩尔比5-10:1；然后分别收集上述加氢精制得到的碳原子数在4以内的轻烃、碳原子数为5-6的组分、碳原子数为7-12的组分、碳原子数为13-20的组分；其中优选通过馏分切割进行收集；其中还优选碳原子数为5-6的组分进行异构化作为助剂以提高汽油的辛烷值；其中优选异构化的反应条件为催化剂是B₂O₃-Al₂O₃型催化剂，压力30-40atm，温度320-450℃，氢油摩尔比5-10:1；碳原子数为7-12的组分进行加氢型催化重整反应作为助剂以提高汽油的辛烷值；其中优选催化重整反应条件为催化剂是Pt/L-型沸石催化剂，压力30-40atm，温度350-500℃，氢油摩尔比5-10:1；碳原子数为13-20的组分作为柴油初产品；

对上述大于320℃的馏分进行加氢裂化；优选反应条件为以硅酸镁分子筛为催化剂，压力35-65atm，温度400-600℃，氢油摩尔比8-15:1；加氢裂化产物分为四股：1）碳原子数在4以内的轻烃气；2)碳原子数为5-6的组分和温度小于180℃的馏分加氢处理产生的碳原子数为5-6的组分混合后进行异构化，异构化反应条件与上述异构化一致；3)碳原子数为13-20的组分直接作为柴油初产品；4)剩下组分进行非加氢催化重整；优选非加氢催化重整过程中只有60%～80%的烷烃异构化生产重整体烷烃用以增加汽油辛烷值，催化重整条件为ZSM-5型催化剂，压力25-45atm，温度300-500℃；

（6）将步骤（5）的碳原子数在4以内的轻烃和步骤（4）的未转化气体混合后用于合成甲烷；其中优选步骤（5）的碳原子数在4以内的轻烃和步骤（4）的未转化气体加压到25atm后作为甲烷化反应气；其中还优选控制步骤（5）的碳原子数在4以内的轻烃和步骤（4）的未转化气体混合后，混合气包括如下体积百分比成分：CO：15～25%、H₂：20～30%、CO₂：30～40%、CH₄：7.0～15%、C₂H₆：5.0～10%、C₂H₄：3.0～5.0%、C₃H₈：2.0～4.0%、C₃H₁₀：1.0～3.0%、C₄H₁₀：0.5～2%、C₄H₈：0.5～2%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）是将低阶煤预处理后再进行焦化处理；优选所述预处理为将低阶煤研磨筛分至粒径为80-400mm的颗粒，再干燥至湿度小于8%。