煤催化氣化反應料及其制備方法和應用的制作方法

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煤催化氣化反應料及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種煤催化氣化反應料及其制備方法，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑范圍小于2mm的第一部分，和粒徑范圍在2mm以上的第二部分，且相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。本發明提供了本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。采用本發明的煤催化氣化反應料，能夠有效提高粗煤粉的氣化活性，并且能夠減少由于細煤粉的帶出導致的煤催化氣化催化劑的流失，由此整體提高了煤氣化的效率。
【專利說明】煤催化氣化反應料及其制備方法和應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種煤催化氣化反應料及其制備方法，以及本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。

【背景技術】
[0002] 我國的煤資源豐富，分布也十分廣泛。低階煤尤其是煙煤和褐煤的比例很高，具有揮發份高和反應活性高的特點，適于作為煤化工原料。
[0003] 據報道，我國的煙煤儲量中，40%以上具有灰含量高和灰熔點高的特點，簡稱"雙高煤"，這些煤的灰熔點一般在1400°C以上，有些甚至高于1580°C，而且原煤的灰含量高達 30-40重量％以上，即使洗后，灰含量也高達15重量％左右，因此給這些煤的氣化應用帶來了一些技術難題。
[0004] 根據文獻報道，現有的先進的粉煤氣化技術和水煤漿氣化技術，均要求灰熔點在 1400°C以下，并且隨著灰含量提高，系統經濟性大幅度降低，所以一般操作要求灰含量在 10-15重量％以下。固定床氣化技術對煤種的適應性強，但是在技術上對煤的塊度要求高。流化床氣化技術對粉煤、高灰煤和高灰熔點煤的技術適應性好，操作經濟性相對較好。
[0005] 煤催化氣化技術一般將一定粒度組成的碎煤浸漬催化劑，經干燥過程控制一定的水含量，通過物料輸送系統送至反應器內，在比溫度低得多的工藝條件下實現煤的氣化、甲烷化和熱量耦合，不僅富產大量甲烷氣，而且系統能效和冷煤氣效率均較傳統煤氣化工藝高。尤其對于煤制天然氣生產裝置，還可大幅降低過剩合成氣甲烷化反應的裝置投資與操作成本。
[0006] 煤催化氣化技術雖然具有上述技術優勢，但是，現有的催化氣化技術對煤粉有一定的上限要求，一般煤粉的粒徑范圍一般在l〇mm以下或5mm以下，即煤粉粒徑范圍在 0-10mm或0-5mm之間不等，而在催化劑浸漬過程中，由于在相同浸漬條件下，細顆粒煤粉的催化劑負載量高，而粗顆粒煤粉的催化劑負載量低，由此使得由于粗煤粉上負載的催化劑量低導致降低了粗顆粒煤粉的氣化活性，并且由于細煤粉在煤催化氣化過程中容易帶出，使得細煤粉上負載的催化劑被帶出，由此增加了由于細煤粉的帶出導致的催化劑的流失。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的在于針對現有技術的上述技術缺陷，提供一種能夠有效提高粗煤粉的氣化活性且能夠降低由于細煤粉的帶出導致的催化劑的流失的煤催化氣化反應料及其制備方法和應用。
[0008] 本發明的發明人在研究過程中發現，現有的催化氣化技術對煤粉的粒徑有一定的上限要求，但沒有考慮到在催化劑浸漬過程中，由于在相同浸漬條件下，細顆粒煤粉的催化劑負載量高，而粗顆粒煤粉的催化劑負載量低，由此降低了粗顆粒煤粉的氣化活性，并且由于細煤粉在煤催化氣化過程中容易帶出，而由于細煤粉的帶出將導致煤催化氣化催化劑的大量流失。
[0009] 基于上述缺陷，本發明的發明人提出，根據煤粉的粒徑分級浸漬，即可以根據不同粒徑能夠負載的催化劑量以及氣化所需的催化劑量按需負載，例如可以將煤粉篩分成粗煤粉和細煤粉兩部分，然后分別浸漬，控制浸漬的條件(例如可以采取粗煤粉采用高濃度催化劑溶液浸漬，細煤粉采用稀濃度催化劑溶液浸漬等手段實現）使得細顆粒煤粉的催化劑負載量相對較低，而粗顆粒煤粉的催化劑負載量相對較高，通過這樣將煤粉分粒徑負載催化劑有利于提高煤催化氣化催化劑的有效負載量和粗煤粉的氣化活性，從而能夠整體提高煤炭氣化的效率。
[0010] 且本發明的發明人發現2mm的煤粉為主要分界點，一般粒徑小于2mm的煤粉由于比表面積大，所以導致在相同的條件下，負載的煤催化氣化催化劑的量大，并且容易被帶出，且一般其氣化所需的煤催化氣化催化劑的量小于其所負載的量，而粒徑在2mm以上的煤粉由于比表面積小，所以導致在相同的負載條件下，負載的煤催化氣化催化劑的量小，且一般其氣化所需的煤催化氣化催化劑的量高于其所負載的量。基于前述發現，完成了本發明。
[0011] 為實現前述目的，根據本發明的第一方面，本發明提供了一種煤催化氣化反應料，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑范圍小于2mm的第一部分，和粒徑范圍在2mm以上的第二部分，且相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。
[0012] 根據本發明的第二方面，本發明提供了一種煤催化氣化反應料的制備方法，其中，該方法包括：將粒徑范圍小于2_的第一部分煤粉和粒徑范圍在2_以上的第二部分煤粉各自與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對于同樣質量單位的煤粉，第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少于第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量。
[0013] 根據本發明的第三方面，本發明提供了一種按照本發明的制備方法制備得到的煤催化氣化反應料。
[0014] 根據本發明的第四方面，本發明提供了本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。
[0015] 采用本發明的煤催化氣化反應料，能夠有效提高粗煤粉的氣化活性，并且能夠減少由于細煤粉的帶出導致的煤催化氣化催化劑的流失，由此整體提高了煤炭氣化的效率。
[0016] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0017] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0018] 本發明提供了一種煤催化氣化反應料，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑范圍小于2_的第一部分，和粒徑范圍在2mm以上的第二部分，且相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。
[0019] 根據本發明的煤催化氣化反應料，按照本發明的前述技術方案能夠很好的實現本發明的目的，針對本發明，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量多0. 4-20質量％，更優選多1-10質量％。
[0020] 根據本發明的煤催化氣化反應料，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選以煤粉的重量為基準，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％，更優選為10-25質量％ ;所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為1-20質量％，更優選為5-15質量％。
[0021] 根據本發明的煤催化氣化反應料，所述煤催化氣化催化劑的種類可以為常規選擇，針對本發明，優選所述煤催化氣化催化劑為堿金屬化合物，優選為堿金屬鹽、堿金屬的氧化物和堿金屬氫氧化物中的一種或多種，更優選為鉀鹽、鈉鹽、鉀的氫氧化物、鈉的氫氧化物、鉀的氧化物和鈉的氧化物中的一種或多種，特別優選為碳酸鉀、氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種。本發明具體實施例中使用的煤催化氣化催化劑為碳酸鉀。
[0022] 根據本發明的煤催化氣化反應料，所述煤粉的粒徑可以為常規選擇，例如可以為粒徑在10mm以下的煤粉（即篩分上限為10mm)，也可以為粒徑在5mm以下的煤粉（即篩分上限為5mm)，針對本發明優選所述煤粉的粒徑在5mm以下。
[0023] 本發明中，粒徑范圍按國家標準GB/T6003. 1-1997進行篩分得到。
[0024] 根據本發明的煤催化氣化反應料，當所述煤粉的粒徑在5_以下時，本發明的所述第一部分為粒徑小于2_的煤粉，而第二部分為粒徑在5_以下，即第二部分為2-5_(包括端值2mm和5mm)的煤粉。
[0025] 根據本發明的煤催化氣化反應料，所述煤粉的種類可以為常規選擇，針對本發明，優選所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種，即所述第一部分煤粉和第二部分各自選自為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種，可以相同也可以不相同。
[0026] 本發明中所述煤催化氣化反應料的制備方法不受限制，例如可以采用本發明如下描述的制備方法制備得到。
[0027] 本發明提供了一種煤催化氣化反應料的制備方法，其中，該方法包括：
[0028] 將粒徑范圍小于2mm的第一部分煤粉和粒徑范圍在2mm以上的第二部分煤粉各自與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對于同樣質量單位的煤粉，第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少于第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量。
[0029] 根據本發明的制備方法，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多〇. 4-20質量％，更優選多1-10質量％。
[0030] 根據本發明的制備方法，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％的煤粉，更優選為10-25質量％的煤粉；所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為1-20質量％的煤粉，更優選為 5-15質量％的煤粉。
[0031] 本發明中浸漬的煤催化氣化催化劑的量指的是煤催化氣化催化劑的量與煤粉的質量比，其與最終負載的催化劑的量相當。
[0032] 根據本發明的制備方法，優選所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質量％，更優選為10-25質量％ ;所述與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質量％，更優選為 5-15質量％。
[0033] 根據本發明的方法，與第一部分煤粉和第二部分煤粉浸漬接觸的方法可以各自為等體積浸漬法、過量浸漬法或多次浸漬法，只要浸漬后能夠滿足本發明的要求即可，在此不詳細描述。所述浸漬接觸的條件只要滿足使得達到本發明的要求即可，例如對于同樣質量單位的煤粉，可以采用高濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第二部分粒徑大的煤粉，而采用低濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第一部分粒徑小的煤粉；即可以使與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度高于與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度，其中，優選對于同樣質量單位的煤粉所述與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度高于與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度〇. 4-30質量％，優選高1-15質量％。除了采用高濃度浸漬第二部分粒徑大的煤粉，采用低濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第一部分粒徑小的煤粉的實施方式外，也可以采用相同濃度不同體積的浸漬以使得第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多，例如多0. 4-20質量％，更優選多1-10質量％。除了前述描述的實施方式，其余能夠滿足本發明要求的實施方式均可用于本發明。
[0034] 根據本發明的一種實施方式，優選所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質量％，更優選為10-25質量％ ; 所述與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質量％，更優選為5-15質量％。
[0035] 根據本發明的制備方法，所述煤催化氣化催化劑的種類在前述已經描述，在此不詳細描述。
[0036] 根據本發明的制備方法，所述含有煤催化氣化催化劑的溶液的種類為常規選擇，一般溶液的溶劑基本為水，也可依據需要加入其他助溶劑，對此本領域技術人員均能知悉，在此不再贅述。
[0037] 根據本發明的制備方法，優選所述第二部分為粒徑在5_以下的煤粉，即第二部分為2_5mm (包括端值2mm和5mm)的煤粉。
[0038] 根據本發明的制備方法，所述第一部分煤粉和第二部分煤粉的種類可以為常規選擇，例如可以各自為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
[0039] 根據本發明的制備方法，當所述第一部分煤粉和第二部分煤粉為相同種類時，所述第一部分煤粉和第二部分煤粉可以通過將煤粉進行篩分得到。為了便于實施，本發明的實施例中第一部分煤粉和第二部分煤粉的種類相同。
[0040] 根據本發明的制備方法，優選本發明的方法還包括：將浸漬接觸后得到的兩部分混合物混合或不混合后進行干燥，滿足前述浸漬要求時，同樣能夠使得干燥后的第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少于第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量；更優選干燥后，相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量多0. 4-20質量％，更優選多1-10 質量％。
[0041] 根據本發明的制備方法，若不將浸漬接觸后得到的兩部分混合物混合而直接各自干燥，則在后續應用過程中將兩部分混合后使用即可。
[0042] 本發明提供了按照本發明的制備方法制備得到的煤催化氣化反應料。
[0043] 本發明提供了本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。
[0044] 以上是本發明的各方面的具體詳述，下面將參照說明性而非限制性的實施例對本發明進行舉例說明。實施例中僅以不連溝煤為例作為煤粉原料，但是應該了解的是，其余煤粉均可用于本發明。
[0045] 本發明中，煤催化氣化催化劑負載量是指煤粉中煤催化氣化催化劑的質量與煤粉的質量的百分比。煤催化氣化催化劑負載量=煤催化氣化催化劑的質量/煤粉質量X100%。
[0046] 本發明實施例和對比例中煤催化氣化催化劑碳酸鉀的負載量按如下方法測定得到：
[0047] 采用酸溶法測定煤催化氣化反應料中煤催化氣化催化劑碳酸鉀的量，具體操作如下：準確稱取〇. 2g左右的煤催化氣化反應料樣品置于聚四氟乙烯坩堝中；用2ml去離子水潤濕后加入2ml高氯酸、10ml氫氟酸，置于電熱板上緩緩加熱，蒸至白煙基本冒盡，取下坩堝，稍冷，加入鹽酸l〇ml后放在電熱板上加熱至近沸并保持2min后取下坩禍；冷至室溫后用熱水將坩堝中的試樣溶液通過墊有慢速濾紙的漏斗轉入到250ml容量瓶中，用去離子水反復清洗坩堝和濾紙后，加水稀釋至刻度；然后用火焰光度計測定溶液中鉀離子濃度，計算得到碳酸鉀含量。
[0048] 對比例1
[0049] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑范圍在5_以下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質量％，小于2mm的煤粉占75 質量％);
[0050] 將l〇g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與100g的上述粒徑的不連溝煙煤浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；將接觸后的混合物放入烘箱中，于105°c烘干得到負載碳酸鉀催化劑的煤催化氣化反應料，負載量見表1。
[0051] 取該煤催化氣化反應料l〇g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為 0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0052] 另將該煤催化氣化反應料進行粒徑篩分，分別篩分出2_5mm范圍的煤催化氣化反應料和小于2_的煤催化氣化反應料，采用前述酸溶法分別測定2-5_范圍的煤催化氣化反應料和小于2_的煤催化氣化反應料中鉀含量，得到2-5_的煤催化氣化反應料中碳酸鉀負載量為6. 5質量％，小于2mm的煤催化氣化反應料中碳酸鉀負載量為12. 7質量％。
[0053] 取2-5mm的煤催化氣化反應料10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0054] 取小于2mm的煤催化氣化反應料10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0055] 實施例1
[0056] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑范圍在5_以下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質量％，小于2mm的煤粉占75 質量％);將其分為粒徑范圍小于2_的第一部分，以及粒徑范圍為2-5_的第二部分；然后按如下方法進行浸漬接觸：
[0057] 將2. 5g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0058] 將6. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0059] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負載量見表1)，然后各自等分為第一份和第二份。
[0060] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0061] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0062] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應料機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0063] 實施例2
[0064] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑范圍在5_以下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質量％，小于2mm的煤粉占75 質量％);將其分為粒徑范圍小于2_的第一部分，以及粒徑范圍為2-5_的第二部分；然后按如下方法進行浸漬接觸：
[0065] 將2. 5g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0066] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0067] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負載量見表1)，然后各自等分為第一份和第二份。
[0068] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0069] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0070] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應料機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0071] 實施例3
[0072] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑范圍在5_以下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質量％，小于2mm的煤粉占75 質量％);將其分為粒徑范圍小于2_的第一部分，以及粒徑范圍為2-5_的第二部分；然后按如下方法進行浸漬接觸：
[0073] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0074] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0075] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負載量見表1)，然后各自等分為第一份和第二份。
[0076] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0077] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0078] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應料機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0079] 實施例4
[0080] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑范圍在5_以下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質量％，小于2mm的煤粉占75 質量％);將其分為粒徑范圍小于2mm的第一部分，以及粒徑范圍為2-5mm的第二部分；然后按如下方法進行浸漬接觸：
[0081] 將5g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0082] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時得到接觸后的混合物；
[0083] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負載量見表1)，然后各自等分為第一份和第二份。
[0084] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0085] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0086] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應料機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0087] 表 1
[0088]

【權利要求】
1. 一種煤催化氣化反應料，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其特征在于，所述煤粉包括粒徑范圍小于2_的第一部分，和粒徑范圍在 2mm以上的第二部分，且相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。
2. 根據權利要求1所述的煤催化氣化反應料，其中，相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量多〇. 4-20質量％。
3. 根據權利要求2所述的煤催化氣化反應料，其中，相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量多1-10質量％。
4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，以煤粉的重量為基準，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％，所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為1-20質量％。
5. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，所述煤催化氣化催化劑為氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種。
6. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，所述第二部分煤粉的粒徑為2mm-5mm。
7. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
8. -種煤催化氣化反應料的制備方法，其特征在于，該方法包括：將粒徑范圍小于2_的第一部分煤粉和粒徑范圍在2_以上的第二部分煤粉各自與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量。
9. 根據權利要求8所述的制備方法，其中，相對于同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多 1-10質量％。
10. 根據權利要求8或9所述的制備方法，其中，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％的煤粉，所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為 1-20質量％的煤粉。
11. 根據權利要求8或9所述的制備方法，其中，所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質量％，所述與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質量％。
12. 根據權利要求11所述的制備方法，其中，所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為10-25質量％，所述與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-15質量％。
13. 根據權利要求8-12中任意一項所述的制備方法，其中，所述煤催化氣化催化劑為氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種，所述含有煤催化氣化催化劑的溶液中的溶劑含有水。
14. 根據權利要求8-12中任意一項所述的制備方法，其中，所述第二部分煤粉的粒徑為 2mm-5mm〇
15. 根據權利要求8-12中任意一項所述的制備方法，其中，所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
16. 根據權利要求8-12中任意一項所述的制備方法，其中，該方法還包括：將浸漬接觸后得到的兩部分混合物混合或不混合后進行干燥。
17. 權利要求8-16中任意一項所述的制備方法制備得到的煤催化氣化反應料。
18. 權利要求1-7中任意一項所述的煤催化氣化反應料和權利要求8-16中任意一項所述的制備方法制備得到的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。
【文檔編號】C10J3/46GK104232237SQ201310226491
【公開日】2014年12月24日申請日期:2013年6月7日優先權日:2013年6月7日
【發明者】宋守強, 鄭巖, 于廣欣, 李克忠, 歐書能, 陳兆輝, 盛金鵬, 畢繼誠, 金陽, 張玉寶, 劉肅力, 鄭長波, 侯祥生申請人:中國海洋石油總公司, 中海油新能源投資有限責任公司, 新奧科技發展有限公司

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