油煤漿的制備和預熱方法及煤直接液化工藝與流程

本發明涉及煤直接液化，具體涉及煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預熱方法，還涉及煤直接液化工藝。

背景技術：

1、煤直接液化技術是指通過高溫高壓破壞煤大分子結構并對其進行加氫使其進一步轉化為小分子液體燃料的過程。在煤直接液化工藝中，首先將煤粉、催化劑與供氫溶劑按比例配制成油煤漿并按需升溫后輸送至液化反應單元。

2、在煤直接液化工藝長周期運行中，溶劑通常為煤直接液化油經加氫后切割制備并循環使用，也稱循環溶劑，其餾程范圍較寬。目前針對煤直接液化循環溶劑的研究主要集中在添加外來溶劑或者采用不同的切割加氫方法，例如專利cn103468315a和專利cn101333448a均采用煤直接液化油外加煤焦油、石油/石油煉制副產品制備煤液化循環溶劑，專利cn107118799a、cn106479564a和cn105925304a采用不同的蒸餾切割方法制備煤液化循環溶劑。中國專利cn1257252c采用的循環溶劑為煤液化油加氫后餾程為220-450℃的餾分段且一次性用于配置濃度不高于45％的油煤漿；國家能源集團世界首套煤直接液化百萬噸級示范裝置采用煤直接液化全餾分油加氫切割高溫溶劑(>350℃)和中溫溶劑(220-350℃)制備循環供氫溶劑，并與煤粉混合制備濃度為不高于45％的油煤漿。但上述專利均將寬餾分溶劑一次性用于配置油煤漿，且配制的油煤漿濃度較低。

3、在煤直接液化工業化生產裝置中，提高煤漿濃度有利于提高原料煤處理量，增加反應器利用率，從而提升裝置整體經濟效益。油煤漿濃度一方面與溶劑的性質有關，另一方面由于油煤漿黏度與其濃度密切相關。目前煤直接液化工藝油煤漿預熱主要采用煤漿加熱爐一步式將油煤漿升溫至350-400℃，這一過程在油煤漿加熱段多次出現黏度陡增，系統阻力增大，導致局部傳質傳熱工況惡化，受熱不均，也增加了煤粉沉積和結焦風險，降低了操作彈性并影響油煤漿預熱和輸送安全穩定性。因此，如何采用新方法配置煤直接液化油煤漿且在加熱升溫過程中操作彈性大，不易因油煤漿黏度陡增帶來操作風險是當前亟需解決的關鍵技術問題。

技術實現思路

1、針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預熱方法，以及提供一種煤直接液化工藝。采用本發明的方法能夠實現平穩預熱高濃度油煤漿，能夠改善裝置運行穩定性和裝置有效利用率。

2、本發明為達到其目的，提供如下技術方案：

3、本發明提供一種煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預熱方法，包括如下步驟：

4、(1)將包括重質餾分和原料煤的物料在油煤漿配制罐中攪拌混合得到油煤漿預混料；

5、(2)將所述油煤漿預混料與第一輕質餾分和氫氣送入煤漿加熱器i中加熱至250-300℃，得到油煤漿中間料；

6、(3)將步驟(2)得到的所述油煤漿中間料和第二輕質餾分送入煤漿加熱器ii中加熱至350-400℃，得到待液化油煤漿，所述待液化油煤漿用于輸送至所述煤直接液化工藝的液化反應器中；

7、所述第一輕質餾分為餾程220-t1℃的輕質餾分i，所述第二輕質餾分為所述輕質餾分i或為輕質餾分ii；

8、當所述第二輕質餾分為所述輕質餾分i時，t1＝260～300℃，所述重質餾分為餾程＞t1℃的餾分段；

9、當所述第二輕質餾分為所述輕質餾分ii時，所述輕質餾分ii為餾程t1-t2℃的餾分段，且t1＝250～270℃，t2＝270～300℃，且t2＞t1；所述重質餾分為餾程＞t2℃的餾分段。

10、進一步地，所述重質餾分、所述輕質餾分i和所述輕質餾分ii為所述液化反應器中得到的煤液化油經加氫后分餾得到。

11、進一步地，步驟(1)中，所述油煤漿預混料的質量濃度為55-60％。

12、一些實施方式中，步驟(2)中，基于步驟(1)中所用的所述重質餾分、步驟(2)中所用的所述第一輕質餾分和步驟(3)中所用的所述第二輕質餾分的總質量，所述第一輕質餾分的質量百分比為4-10％，優選5-10％；所述第二輕質餾分的質量百分比為4-20％，優選5-20％。

13、一些實施方式中，基于所述待液化油煤漿的總質量，所述第一輕質餾分和所述第二輕質餾分的質量占比為5-20％，優選7-20％。

14、一些實施方式中，步驟(1)中，所述油煤漿配制罐的溫度為70-100℃，優選75-85℃；所述攪拌混合的時間例如為4h-10h，優選6-8h。

15、一些實施方式中，步驟(1)中，配制所述油煤漿預混料時加入催化劑，所述催化劑占干煤的質量的1-3wt％。

16、優選實施方式中，當所述第二輕質餾分為所述輕質餾分ii時，t2-t1＞10℃；

17、優選實施方式中，步驟(2)中在所述煤漿加熱器i中加熱至250-280℃，步驟(3)中在所述煤漿加熱器ii中加熱至350-380℃。

18、本發明還提供一種煤直接液化工藝，包括如下步驟：

19、(a)采用上文所述的方法制備得到所述待液化油煤漿；

20、(b)將所述待液化油煤漿送入液化反應器中進行液化反應，得到煤液化油；

21、(c)將所述煤液化油進行加氫反應后，經分餾得到所述輕質餾分i、所述重質餾分和任選的所述輕質餾分ii；將部分所述輕質餾分i循環用作所述第一輕質餾分，將部分所述輕質餾分i或所述輕質餾分ii循環用作所述第二輕質餾分，將所述重質餾分循環用于配制所述油煤漿預混料。

22、一些實施方式中，步驟(b)中，所述液化反應的溫度為430-460℃，壓力為13-22mpa，停留時間0.5-2h；

23、步驟(c)中，所述加氫反應的溫度為360-400℃，壓力為13-22mpa，體積空速為0.5-2h-1，氫油比400-1000。

24、本發明提供的技術方案具有如下有益效果：

25、本發明在油煤漿的配制和預熱過程中，分不同階段引入各特定餾程的重質餾分和輕質餾分，采用本發明的方法配制和預熱油煤漿，利于避免預熱過程中的結焦堵塞現象，可以有效改善裝置運行周期和運行穩定性。

技術特征：

1.一種煤直接液化工藝中油煤漿的制備和預熱方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述重質餾分、所述輕質餾分i和所述輕質餾分ii為所述液化反應器中得到的煤液化油經加氫后分餾得到。

3.根據權利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述油煤漿預混料的質量濃度為55-60％。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，基于步驟(1)中所用的所述重質餾分、步驟(2)中所用的所述第一輕質餾分和步驟(3)中所用的所述第二輕質餾分的總質量，所述第一輕質餾分的質量百分比為4-10％，優選5-10％；所述第二輕質餾分的質量百分比為4-20％，優選5-20％。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述待液化油煤漿的總質量，所述第一輕質餾分和所述第二輕質餾分的質量占比之和為5-20％，優選7-20％。

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述油煤漿配制罐的溫度為70-100℃，優選75-85℃；所述攪拌混合的時間例如為4h-10h，優選6-8h。

7.根據權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，配制所述油煤漿預混料時加入催化劑，所述催化劑占干煤的質量的1-3wt％。

8.根據權利要求1-7任一項所述的制備方法，其特征在于，當所述第二輕質餾分為所述輕質餾分ii時，t2-t1＞10℃；

9.一種煤直接液化工藝，其特征在于，包括如下步驟：

10.根據權利要求9所述的煤直接液化工藝，其特征在于，步驟(b)中，所述液化反應的溫度為430-460℃，壓力為13-22mpa，停留時間0.5-2h；

技術總結
本發明提供油煤漿的制備和預熱方法及煤直接液化工藝。采用本發明的方法能夠實現平穩預熱高濃度油煤漿，能夠改善裝置運行穩定性和裝置有效利用率。所述方法包括如下步驟：(1)將包括重質餾分和原料煤的物料在油煤漿配制罐中攪拌混合得到油煤漿預混料；(2)將所述油煤漿預混料與第一輕質餾分和氫氣送入煤漿加熱器I中加熱至250?300℃，得到油煤漿中間料；(3)將步驟(2)得到的所述油煤漿中間料和第二輕質餾分送入煤漿加熱器II中加熱至350?400℃，得到待液化油煤漿，所述待液化油煤漿用于輸送至所述煤直接液化工藝的液化反應器中。

技術研發人員：趙潤澤,謝晶,藺聰福,張彥軍,高山松,單賢根,曹雪萍,段曉軍,王洪學,向春蘭
受保護的技術使用者：中國神華煤制油化工有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21