煤直接液化循環(huán)供氫溶劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤直接液化工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種煤直接液化循環(huán)供氫 溶劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤直接液化是指在高溫高壓、臨氫、溶劑和催化劑的作用下，將煤進行加氫裂解， 生成液態(tài)產(chǎn)品的工藝過程。溶劑是煤液化反應(yīng)過程的重要介質(zhì)，其主要作用包括：溶劑與 煤配成煤漿，便于煤的輸送和加壓；溶劑能夠?qū)⒚喝芙?，并防止煤熱解產(chǎn)生的自由基碎片縮 聚，從而提高煤液化油的收率；溶劑能夠溶解氣相氫，使氫分子向煤或催化劑表面擴散；溶 劑還能夠向自由基碎片直接供氫或傳遞氫。因此煤直接液化溶劑既要對煤熱解的自由基碎 片有較強的溶解能力，同時也要具備良好的供氫能力。
[0003] 自從煤直接液化技術(shù)開發(fā)以來，供氫溶劑的提出和應(yīng)用使煤直接液化技術(shù)得到突 破性的發(fā)展。由于供氫溶劑的引用，煤直接液化操作條件大大降低，如操作壓力降至15~ 20MPa，反應(yīng)溫度降至430~460°C?，F(xiàn)代典型的煤直接液化工藝，例如?？松淙軇?(EDS)工藝、催化兩段煤液化CTSL工藝、日本NEDOL工藝以及神華煤直接液化工藝等，在正 常運轉(zhuǎn)過程中，煤直接液化溶劑均來自煤直接液化反應(yīng)。將溶劑進行催化加氫后，用于煤漿 的制備，并在煤直接液化過程中循環(huán)使用，因而被稱為煤液化循環(huán)供氫溶劑。溶劑供氫能力 提高后，可以促進煤的轉(zhuǎn)化，從而增加了煤直接液化油的收率。在小型連續(xù)試驗裝置（BSU)、 工藝開發(fā)裝置（PDU)及百萬噸級神華煤直接液化示范裝置（DP)的實際運轉(zhuǎn)中，供氫能力好 的溶劑，不僅直接影響了煤的轉(zhuǎn)化率和煤直接液化油的收率，還有利于煤漿的制備、輸送和 流動性等。
[0004] 已有研宄表明，部分氫化的多環(huán)芳烴（如四氫萘、二氫菲、二氫蒽、四氫蒽）具有很 強的供氫能力，飽和烴不具備或具有很弱的供氫能力。目前循環(huán)溶劑的供氫能力研宄已成 為煤直接液化技術(shù)研宄領(lǐng)域的重點之一，溶劑供氫能力的提高有利于提高煤的轉(zhuǎn)化率和煤 直接液化油的收率，因此進一步提高循環(huán)溶劑的供氫能力或開發(fā)性能優(yōu)良的溶劑是煤直接 液化技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。
[0005] 專利CN101370914公開了一種褐煤直接液化循環(huán)溶劑的加氫方法，主要特點在 于在緩和的工藝條件下實現(xiàn)煤液化溶劑的不完全飽和加氫，提高溶劑的供氫量。專利 CN1587351公開的煤直接液化工藝中，煤液化油經(jīng)過加氫穩(wěn)定后，脫除大部分硫、氮和氮雜 原子，更重要的對芳烴進行部分加氫飽和，提高循環(huán)溶劑的供氫能力。但由于煤直接液化生 產(chǎn)的煤液化油中含有部分飽和烴，經(jīng)過加氫處理后飽和烴含量進一步提高，約占循環(huán)供氫 溶劑30%左右，這部分飽和烴在煤直接液化過程中不具有或具有很弱的供氫能力，從而影 響了煤的轉(zhuǎn)化率和油收率。
[0006] 通過上述內(nèi)容可知，采用現(xiàn)有工藝制得的循環(huán)供氫溶劑中含有較高含量的飽和 徑，這導(dǎo)致循環(huán)供氫溶劑的供氫能力較差。為了解決這一問題，有必要開發(fā)出一種制備高供 氫能力循環(huán)供氫溶劑的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在提供一種煤直接液化循環(huán)溶劑及其制備方法，以解決利用現(xiàn)有技術(shù)制 得的循環(huán)供氫溶劑供氫能力較差的缺陷。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種煤直接液化循環(huán)供氫溶 劑的制備方法，包括以下步驟：S1，將煤直接液化油進行催化加氫，得到氣相產(chǎn)物和液相產(chǎn) 物；S2,將液相產(chǎn)物進行分餾，得到輕質(zhì)餾分油、中質(zhì)餾分油和重質(zhì)餾分油；S3,將中質(zhì)餾分 油進行溶劑萃取，得到富芳烴油和貧芳烴油；將富芳烴油和重質(zhì)餾分油混合，作為煤直接 液化循環(huán)供氫溶劑；其中，輕質(zhì)餾分油為餾程小于200°C的餾分油，中質(zhì)餾分油為餾程為 200~350°C的餾分油，重質(zhì)餾分油為餾程大于350°C的餾分油。
[0009] 進一步地，中質(zhì)餾分油的餾程為220~350°C。
[0010] 進一步地，在溶劑萃取過程中，采用的萃取溶劑為密度>〇. 95cm3/g、沸點<210°C的 有機溶劑；優(yōu)選地，萃取溶劑選自糠醛、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜組成的組中的一種 或多種。
[0011] 進一步地，在溶劑萃取過程中，萃取溫度為30~100°C，溶劑比為0. 5~3. 5。
[0012] 進一步地，煤直接液化油為煤直接液化全餾分油或者為餾程大于200°C的煤直接 液化餾分油；優(yōu)選地，煤直接液化油為餾程200~500 °C的煤直接液化餾分油。
[0013] 進一步地，在催化加氫過程中，催化劑活性成分為VIB和/或VIII族的非貴金屬； 優(yōu)選催化劑載體為無定形氧化物或硅酸鹽。
[0014] 進一步地，VIB族的非貴金屬為Mo和/或W，VIII族的非貴金屬為Co和/或Ni ; 優(yōu)選催化劑載體為無定形氧化鋁或硅酸鋁。
[0015] 進一步地，在催化加氫過程中，采用的加氫反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器、膨脹床反應(yīng)器 或強制內(nèi)循環(huán)沸騰床反應(yīng)器；可選地，在溶劑萃取過程中，采用的萃取裝置為板式塔或轉(zhuǎn)盤 塔。
[0016] 進一步地，將貧芳烴油和輕質(zhì)餾分油作為煤液化產(chǎn)品。
[0017] 本發(fā)明另一方面還提供一種循環(huán)供氫溶劑，其由上述制備方法制得。
[0018] 本發(fā)明旨在提供一種煤直接液化循環(huán)供氫溶劑及其制備方法。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù) 方案，催化加氫過程和分餾過程能夠整體提升中質(zhì)餾分油中的部分飽和芳烴的含量，同時， 還能夠降低循環(huán)溶劑的黏度，進而降低后期煤液化過程中油煤漿的黏度，提高可運輸性。將 煤直接液化油進行催化加氫處理后，將中質(zhì)餾分油進行溶劑萃?。ǚ紵N抽提）。這有利于脫 除中質(zhì)餾分油中不具有供氫能力的或供氫能力較弱的飽和組分。將萃取得到的富芳烴油與 重質(zhì)餾分油一并作為循環(huán)供氫溶劑，能夠進一步提高煤直接液化反應(yīng)循環(huán)供氫溶劑的供氫 能力。此外，因循環(huán)供氫溶劑中芳烴含量的增加，依據(jù)相似相溶原理，循環(huán)供氫溶劑對煤及 煤熱解自由基的溶解和分散能力能夠得到有效提升，且多環(huán)芳烴含量增加也會提高溶劑氫 轉(zhuǎn)移能力。
【附圖說明】
[0019] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示 意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0020] 圖1示出了本發(fā)明實施例中煤直接液化循環(huán)溶劑的制備方法所采用的工藝系統(tǒng) 的示意圖。
[0021] 圖1中的附圖標記如下：
[0022] 110、原料加熱爐；120、加氫反應(yīng)器；130、熱高壓分離器；140、冷高壓分離器；150、 加熱爐；160、分餾塔；170、萃取裝置；180、再生塔；190、減壓塔；101、冷卻裝置；102、循環(huán) 氫壓縮機。
【具體實施方式】
[0023] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0024] 正如【背景技術(shù)】部分所描述的，采用現(xiàn)有工藝制得的循環(huán)供氫溶劑中含有較高含量 的飽和烴，這導(dǎo)致制得的循環(huán)供氫溶劑的供氫能力較差，進而影響了煤直接液化過程中的 轉(zhuǎn)化率和油收率。為了解決這一問題，本發(fā)明提供了一種煤直接液化循環(huán)供氫溶劑的制備 方法，其包括以下步驟：S1，將煤直接液化油進行催化加氫，得到氣相產(chǎn)物和液相產(chǎn)物；S2， 將液相產(chǎn)物進行分餾，得到輕質(zhì)餾分油、中質(zhì)餾分油和重質(zhì)餾分油；S3,將中質(zhì)餾分油進行 溶劑萃取，得到富芳烴油和貧芳烴油；將富芳烴油和重質(zhì)餾分油混合，作為煤直接液化循環(huán) 供氫溶劑；其中，輕質(zhì)餾分油為餾程小于200°C的餾分油，中質(zhì)餾分油為餾程為200~350°C 的餾分油，重質(zhì)餾分油為餾程大于350°C的餾分油。
[0025]上述"液相產(chǎn)物"可以是催化加氫過程中直接得到的液態(tài)產(chǎn)物這一單一部分，也可 以包括以下兩部分：其中一部分為催化加氫過程中直接得到的液態(tài)產(chǎn)物，另一部分為催化 加氫過程中直接得到的氣相產(chǎn)物經(jīng)部分冷凝后形成的液態(tài)產(chǎn)物。
[0026] 本發(fā)明所提供的上述制備方法中，催化加氫過程和分餾過程能夠整體提升中質(zhì)餾 分油中的部分飽和芳烴的含量，同時，還能夠降低循環(huán)溶劑的黏度，進而降低后期煤液化過 程中油煤漿的黏度，提高可運輸性。將煤直接液化油進行催化加氫處理后，將中質(zhì)餾分油進 行溶劑萃?。ǚ紵N抽提）。這有利于脫除中質(zhì)餾分油中不具有供氫能力的或供氫能力較弱 的飽和組分。將萃取得到的富芳烴油與重質(zhì)餾分油一并作為循環(huán)供氫溶劑，能夠進一步提 高煤直接液化反應(yīng)循環(huán)供氫溶劑的供氫能力。此外，因循環(huán)供氫溶劑中芳烴含量的增加， 依據(jù)相似相溶原理，循環(huán)供氫溶劑對煤及煤熱解自由基的溶解和分散能力能夠得到有效提 升。且多環(huán)芳烴含量增加也會提高溶劑氫轉(zhuǎn)移能力。
[0027] 在上述制備方法中，只要依據(jù)上述輕質(zhì)餾分油、中質(zhì)餾分油及重質(zhì)餾分油的餾程 進行分餾，得到具有較高部分飽和芳烴含量的煤直接液化循環(huán)供氫溶劑。在一種優(yōu)選的實 施方式中，將S2步驟中的液相產(chǎn)物進行分餾的過程中，中質(zhì)餾分油的餾程為220~350°C。 這有利于更充分地分離煤直接液化油加氫產(chǎn)物中的供氫組分與非供氫組分（或