專利名稱：一種從煤巖油氣藏制取液體燃料的方法
技術領域：
本發明屬于一種從煤巖油氣藏制取液體燃料的方法。
背景技術：
煤是由一定地質年代生長的生物體在適宜的地質環境下，經過歲月漫長的煤化作 用而形成的可燃礦物。根據成煤植物的不同，煤可分兩大類，即腐植煤和腐泥煤。前者起源 于高等植物，在自然界中儲量大，分布廣；后者起源于低等植物和浮游生物，儲量少。無論是陸生還是水生生物沉積的有機質，均是既可以成油也可以成煤，只是生成 量的不同，成煤和成烴組分之間并沒有截然界限。理想狀態下，沉積盆地邊緣有機質主要為 鏡質組和惰質組，易形成煤層；在沉積盆地的中部，有機質主要為腐泥組和殼質組，容易生、 排出烴類，并異地聚集在砂巖或碳酸鹽巖空隙介質中，形成傳統概念的油氣藏。但是，以低 分子化合物為主的烴類物質不只存在于砂巖或碳酸鹽巖空隙介質中，構成傳統概念的油氣 藏，還儲存于可以生烴，但不易或不能排烴，并可以作為特殊儲集介質的煤巖之中，構成“煤 巖油氣藏”。在煤巖油氣藏中，烴類物質主要是以溶合相被包裹在煤巖大分子團間的微型儲 集空間之中，或被吸附于煤巖裂縫或空隙的表面。據初步統計，我國中新生界煤巖中的含 油率(或揮發分產率)在25重量％ 70重量％之間。所以，我們命名為“煤巖油氣(礦) 藏”中的油氣資源是不可以忽視的。實際上，人們早就開始了從煤巖中制取液體燃料的研究。目前用煤制取液體燃料 主要有兩個途徑煤直接液化和煤間接液化。直接液化工藝是將煤、溶劑與催化劑的混合物 在400 500°C、15 30MPa的條件下與氫氣反應而生成液體產物，所用的催化劑有鈷、鉬、 鎢、錫、鐵及鉛等的氧化物或鹵化物。煤直接液化工藝主要有美國H-Coal工藝、日本NEDOL 工藝、德國IGOR工藝和我國的神華工藝等。煤直接液化需要在有氫氣存在的條件下進行， 使煤中的有機高分子結構轉化為較低分子的液態燃料，這個反應需要高壓和高溫，不論上 述那種工藝其反應條件和工藝都是非常苛刻的。煤間接液化法可分為合成氣法和甲醇法，其中以合成氣法為主，該方法是先將煤 氣化為合成氣(⑶和吐)，然后在催化劑作用下合成液體燃料和其它化工產品。煤的間接 液化技術起源于德國，系德國皇家煤炭研究所的Fischer和Tropsch所發明，所以被稱為 F-T (費-托)合成。大概說來是首先將煤氣化制合成氣，合成氣經凈化，調整H2/C0比，再經 F-T催化合成為液體燃料。煤的間接液化的優點是煤種的適應性較寬，操作條件相對溫和。 二次大戰期間德國共建有9套生產裝置。但是煤的間接液化流程特別長，裝置和設備特別 多，建這樣一個生產廠差不多等于一個煤氣廠和一個煉油廠的總和，因此固定投資費用非 常高，其總效率不如直接液化高，目前只有南非建有世界最大規模的煤間接液化的工廠。因 此，煤間接液化法工藝路線長，關鍵技術多，實施困難。為了提高氫氣的利用率、油品的質量和產率，降低生產成本，國內外研究和開發 煤-油共處理工藝。煤-油共處理工藝實際上是過去已經開發的煤直接液化工藝和渣油裂解 工藝的結合。煤、渣油和催化劑在高壓氫氣的作用下生產液體燃料。但是以往的工藝對于重油和煤的選擇往往是孤立的，同時，對殘渣缺乏良好的處理方法，因此反應的效果不甚理想。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是處理煤-油共處理工藝中產生的殘渣，提高液體燃料的產率。本發明的目的是在上述發現的基礎上提供一種從煤巖油氣藏制取液體燃料的方法。本發明的技術方案下列步驟(1)將煤粉碎為100 2OO目的煤粉；(2)將煤粉、重油混合，陳化得到油煤漿；(3)油煤漿和助溶劑混合，進入熱溶器進行熱溶、分散；(4)熱溶、分散后的漿液進入相分離裝置進行相分離，得到液體烴、溶膠相和凝膠 相；(5)溶膠相進入加氫裂解裝置，得到加氫氣體、加氫餾分油和加氫渣油；(6)凝膠相和加氫渣油進入焦化裝置，得到焦化氣、焦化油和焦炭。所述煤為腐植煤或/和腐泥煤，其中腐植煤為褐煤或/和煙煤，煙煤選自長焰煤、 中粘煤、弱粘煤中的一種或幾種，腐泥煤選自藻煤、蘚煤、燭煤中的一種或幾種。優選的煤為 腐泥煤、腐植煤中的褐煤、腐植煤中的煙煤中的一種或幾種。所述煤的揮發分Vdaf為35 60重％ (daf表示干燥無灰基)，碳原子為65 85重％，氫原子為4 8重％。所述重油為重質原油，選自稠油、特稠油、超稠油中的一種或幾種，所述重質原 油20°C密度為900 1100kg/m3優選大于950kg/m3。所述的稠油是密度為900 920kg/ m3(20°C)的原油，所述的特稠油是密度為920 980kg/m3(20°C)的原油，所述的超稠油是 密度為大于980kg/m3(20°C )的原油。優選煤和重油出生的地質年代是相同的。所述煤和重油的重量比為0. 1 1.5 1 優選0. 5 1. 0 1。煤粉和重油混合的溫度為40 80°C，攪拌速度為100 200轉/分，攪拌時間為 30 60分鐘，然后陳化1 48小時使其更充分地溶解。所述助溶劑是一種幫助煤溶解的陰離子表面活性劑，具有親水和親油的性能，并 具有分散、增溶、滲透和潤濕等功能。優選的助溶劑是1，4_ 二 O-乙基己基)丁二酸酯磺 酸鹽，它是順丁烯二酸酐和2-乙基己醇的酯化產物的磺酸鹽。其化學結構式是
權利要求
1.一種從煤巖油氣藏制取液體燃料的方法，其特征在于該方法包括下列步驟(1)將煤粉碎為100 200目的煤粉；(2)將煤粉、重油混合，陳化得到油煤漿；(3)油煤漿和助溶劑混合，進入熱溶器進行熱溶、分散；(4)熱溶、分散后的漿液進入相分離裝置進行相分離，得到液體烴、溶膠相和凝膠相；(5)溶膠相進入加氫裂解裝置，得到加氫氣體、加氫餾分油和加氫渣油；(6)凝膠相和加氫渣油進入焦化裝置，得到焦化氣、焦化油和焦炭。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于所述煤為腐植煤或/和腐泥煤，其中腐植煤為褐 煤或/和煙煤，煙煤選自長焰煤、中粘煤、弱粘煤中的一種或幾種，腐泥煤選自藻煤、蘚煤、 燭煤中的一種或幾種。
3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于所述煤的揮發分為35 60重％，碳原子為 65 85重％，氫原子為4 8重％。
4.按照權利要求1的方法，其特征在于所述重油為重質原油，選自稠油、特稠油、超稠 油中的一種或幾種。
5.按照權利要求4的方法，其特征在于所述重質原油20°C密度為900 1100kg/m3。
6.按照權利要求1的方法，其特征在于所述煤和重油出生的地質年代相同。
7.按照權利要求1的方法，其特征在于所述煤和重油的重量比為0.1 1.5 1。
8.按照權利要求1的方法，其特征在于所述煤粉和重油混合的溫度為40 80°C，攪拌 速度為100 200轉/分，攪拌時間為30 60分鐘，然后陳化1 48小 時。
9.按照權利要求1的方法，其特征在于所述助溶劑是1，4_二O-乙基己基)丁二酸酯 磺酸鹽。
10.按照權利要求1的方法，其特征在于所述助溶劑占油煤漿總量的0.1 2重％。
11.按照權利要求1的方法，其特征在于所述熱溶器為帶有蒸餾裝置的熱溶分散釜，攪 拌速度為100 300轉/分，溫度為120 200°C，時間為1 12小時。
12.按照權利要求1的方法，其特征在于所述溶膠相進入加氫裂解裝置，與加氫裂解催 化劑接觸，加氫裂解反應條件為氫分壓2 30MPa，溫度400 450°C。
13.按照權利要求12的方法，其特征在于所述加氫裂解催化劑為木質素磺酸金屬絡合 物，由過渡金屬元素與木質素磺酸形成的絡合物，其中過渡金屬元素選自第VIII族的鐵系 元素或/和第VIB族的鉻分族元素，鐵系元素選自鐵、鈷、鎳中的一種或幾種，鉻分族元素選 自鉻、鉬、鎢中的一種或幾種。
14.按照權利要求12的方法，其特征在于所述加氫裂解催化劑占溶膠相的1 2重％。
15.按照權利要求1的方法，其特征在于所述焦化裝置為延遲焦化裝置或/和流化焦化 裝置，焦化反應的溫度為490 510°C。
16.按照權利要求1的方法，其特征在于所述相分離得到的液體烴、加氫餾分油及焦化 油進入加氫精制裝置，得到合格的汽油、煤油和柴油。
17.按照權利要求1的方法，其特征在于所述焦化氣送入制氫系統得到氫氣。
全文摘要
一種從煤巖油氣藏制取液體燃料的方法，將煤粉與重油混合、陳化，經熱溶和分散后得到油煤漿，油煤漿經相分離，得到液體烴、溶膠相和凝膠相，其中溶膠相進行加氫裂解，而凝膠相則進行焦化。該方法只需簡單地改造現有的煉廠設備，就可以得到合格的液體燃料，避免了煤直接液化和間接液化的復雜反應過程，而是在真正緩和的條件下實現了煤巖油氣藏中油的開發或分離，投資成本和操作成本低，通過焦化處理煤-油共處理工藝中產生的殘渣，既利于環境，同時又提高液體燃料的產率。
文檔編號C10G1/00GK102041015SQ20091018077
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者侯創業, 楊元一, 牛嘉玉, 王好平, 金軍 申請人:侯創業, 楊元一, 牛嘉玉, 王好平, 金軍