[发明专利]煤直接液化循环供氢溶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤直接液化工艺技术领域，具体而言，涉及一种煤直接液化循环供氢溶剂及其制备方法。

背景技术

煤直接液化是指在高温高压、临氢、溶剂和催化剂的作用下，将煤进行加氢裂解，生成液态产品的工艺过程。溶剂是煤液化反应过程的重要介质，其主要作用包括：溶剂与煤配成煤浆，便于煤的输送和加压；溶剂能够将煤溶解，并防止煤热解产生的自由基碎片缩聚，从而提高煤液化油的收率；溶剂能够溶解气相氢，使氢分子向煤或催化剂表面扩散；溶剂还能够向自由基碎片直接供氢或传递氢。因此煤直接液化溶剂既要对煤热解的自由基碎片有较强的溶解能力，同时也要具备良好的供氢能力。

自从煤直接液化技术开发以来，供氢溶剂的提出和应用使煤直接液化技术得到突破性的发展。由于供氢溶剂的引用，煤直接液化操作条件大大降低，如操作压力降至15～20MPa，反应温度降至430～460℃。现代典型的煤直接液化工艺，例如埃克森供氢溶剂(EDS)工艺、催化两段煤液化CTSL工艺、日本NEDOL工艺以及神华煤直接液化工艺等，在正常运转过程中，煤直接液化溶剂均来自煤直接液化反应。将溶剂进行催化加氢后，用于煤浆的制备，并在煤直接液化过程中循环使用，因而被称为煤液化循环供氢溶剂。溶剂供氢能力提高后，可以促进煤的转化，从而增加了煤直接液化油的收率。在小型连续试验装置(BSU)、工艺开发装置(PDU)及百万吨级神华煤直接液化示范装置(DP)的实际运转中，供氢能力好的溶剂，不仅直接影响了煤的转化率和煤直接液化油的收率，还有利于煤浆的制备、输送和流动性等。

已有研究表明，部分氢化的多环芳烃(如四氢萘、二氢菲、二氢蒽、四氢蒽)具有很强的供氢能力，饱和烃不具备或具有很弱的供氢能力。目前循环溶剂的供氢能力研究已成为煤直接液化技术研究领域的重点之一，溶剂供氢能力的提高有利于提高煤的转化率和煤直接液化油的收率，因此进一步提高循环溶剂的供氢能力或开发性能优良的溶剂是煤直接液化技术发展的一个重要方向。

专利CN101370914公开了一种褐煤直接液化循环溶剂的加氢方法，主要特点在于在缓和的工艺条件下实现煤液化溶剂的不完全饱和加氢，提高溶剂的供氢量。专利CN1587351公开的煤直接液化工艺中，煤液化油经过加氢稳定后，脱除大部分硫、氮和氮杂原子，更重要的对芳烃进行部分加氢饱和，提高循环溶剂的供氢能力。但由于煤直接液化生产的煤液化油中含有部分饱和烃，经过加氢处理后饱和烃含量进一步提高，约占循环供氢溶剂30％左右，这部分饱和烃在煤直接液化过程中不具有或具有很弱的供氢能力，从而影响了煤的转化率和油收率。

通过上述内容可知，采用现有工艺制得的循环供氢溶剂中含有较高含量的饱和烃，这导致循环供氢溶剂的供氢能力较差。为了解决这一问题，有必要开发出一种制备高供氢能力循环供氢溶剂的方法。

发明内容

本发明旨在提供一种煤直接液化循环溶剂及其制备方法，以解决利用现有技术制得的循环供氢溶剂供氢能力较差的缺陷。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤直接液化循环供氢溶剂的制备方法，包括以下步骤：S1，将煤直接液化油进行催化加氢，得到气相产物和液相产物；S2，将液相产物进行分馏，得到轻质馏分油、中质馏分油和重质馏分油；S3，将中质馏分油进行溶剂萃取，得到富芳烃油和贫芳烃油；将富芳烃油和重质馏分油混合，作为煤直接液化循环供氢溶剂；其中，轻质馏分油为馏程小于200℃的馏分油，中质馏分油为馏程为200～350℃的馏分油，重质馏分油为馏程大于350℃的馏分油。

进一步地，中质馏分油的馏程为220～350℃。

进一步地，在溶剂萃取过程中，采用的萃取溶剂为密度>0.95cm³/g、沸点<210℃的有机溶剂；优选地，萃取溶剂选自糠醛、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜组成的组中的一种或多种。

进一步地，在溶剂萃取过程中，萃取温度为30～100℃，溶剂比为0.5～3.5。

进一步地，煤直接液化油为煤直接液化全馏分油或者为馏程大于200℃的煤直接液化馏分油；优选地，煤直接液化油为馏程200～500℃的煤直接液化馏分油。

进一步地，在催化加氢过程中，催化剂活性成分为VIB和/或VIII族的非贵金属；优选催化剂载体为无定形氧化物或硅酸盐。

进一步地，VIB族的非贵金属为Mo和/或W，VIII族的非贵金属为Co和/或Ni；优选催化剂载体为无定形氧化铝或硅酸铝。