煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方法
专利汇可以提供煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 煤 和重油共处理同时生产 液体 燃料 和 沥青 类铺路材料的方法是将 煤粉 、催化剂与重油混合制浆，预热后，进入反应器进行反应，反应产物进行分离，分离出气态物质，轻质油和 水 ，重质混合物，分离出的气态物质通过变压 吸附 提氢，提纯的氢气返回到反应器中循环使用，其余气体经 净化 后用作燃料；分离出的轻质油和水进行油水分离，得到轻质油和水；重质混合物进入蒸馏塔，经蒸馏分离得到粗油和塔底产物；将粗油和轻质油混合，经提质加工可得 汽油 、 煤油 、柴油、 燃料油 等 液体燃料 ；塔底产物经处理，得沥青类铺路材料。本 发明 具有在工艺条件温和，可同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的优点。，下面是煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方法专利的具体信息内容。
1、一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方 法，其特征在于包括如下步骤：
(1)煤粉、催化剂与重油混合制浆；
(2)油煤浆预热后，进入反应器进行反应；
(3)反应产物进行分离，分离出气态物质，轻质油和水，重质混合物， 分离出的气态物质通过变压吸附提氢，提纯的氢气返回到反应器中 循环使用，其余气体经净化后用作燃料；分离出的轻质油和水进行 油水分离，得到轻质油和水；
(4)重质混合物进入蒸馏塔，经蒸馏分离得到粗油和塔底产物；
(5)将粗油和轻质油混合，经提质加工可得汽油、煤油、柴油、燃料 油等液体燃料；
(6)塔底产物经处理，得沥青类铺路材料。
2、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的煤粉为烟煤或褐煤。
3、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述重油为常压渣油、减压渣油、 催化裂化油浆或煤液化重油。
4、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的催化剂为赤泥、天然黄铁 矿、冶金飞灰、高铁煤矸石、FeSO4、Mo基加氢催化剂、Ni-Mo基加 氢催化剂、如Ni-Mo/Al2O3)或超细高分散铁系催化剂。
5、如权利要求4所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的Mo基加氢催化剂为钼灰 MoO3或硫化钼。
6、如权利要求4所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的Ni-Mo基加氢催化剂为 Ni-Mo/Al2O3。
7如权利要求4所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的超细高分散铁系催化剂是 由如下制备方法制备的：
方法一：
将一定量的FeSO4饱和溶液加入到煤粉中，搅拌均匀；(2)将 一定量的硫化钠饱和溶液或尿素饱和溶液加入到上述煤粉中，搅拌 均匀，制得煤样；(3)将煤样在80-120℃温度下真空干燥5个小时， 制得担载在煤样上的超细高分散铁系催化剂。
方法二：
将含硫离子的饱和溶液和含铁离子的饱和溶液中的一种加入煤 粉中搅拌均匀，制成A，再将另一种溶液加入A中搅拌均匀，干燥后 即可制得担载在煤样上的超细高分散铁系催化剂。
方法三：
(1)在高速搅拌的氨水中，一次性倾入铁盐溶液，制备Fe(OH)3或 Fe(OH)2与FeOOH沉淀，反应终点pH值控制为8-13；(2)通过高速 离心机离心上述反应产物，得到铁基水凝胶；(3)在高速分散机中 把铁基水凝胶和适量煤粉及液化溶剂一起混合分散，得到担载在煤 样上的超细高分散铁系催化剂。
8、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的所述煤与重油的重量比是 以干煤基计量，煤∶重油＝2-10∶10，催化剂与煤的重量比是以干煤基 计量，催化剂∶煤＝0.01-50∶100。
9、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥 青类铺路材料的方法，其特征在于所述的预热温度比反应温度低 60-150℃。
10、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述步骤(2)反应的条件是：反 应温度为300-450℃，反应压力为5-20MPa，反应时间为0.5-2小时。
11、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的反应器采用德国IGOR、 日本NEDOL工艺中的管式反应器、美国CTSL和HRI工艺中的强制循 环沸腾床反应器或中国神华工艺中的强制循环悬浮床反应器。
12、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的变压吸附提纯氢操作条 件为压力0.3-4MPa、温度30-50℃。
13、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的气体净化采用醇胺吸收 法、液相氧化还原法、铜洗法或结晶硫法。
14、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述步骤(3)的分离采用单级或 多级分离器。
15、如权利要求14所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的分离器为高温分离器、 中温分离器或低温分离器。
16、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述步骤(3)的分离进口温度为 250-450℃、压力为5-20MPa。
17、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的蒸馏塔为常压蒸馏塔或 减压蒸馏塔，常压蒸馏塔操作温度为300-360℃、压力为0.1-0.2MPa， 减压蒸馏塔操作温度为320-400℃、压力为0.001-0.02MPa。
18、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的来自蒸馏塔的粗油和来 自油水分离器的轻质油混合后的提质加工是加氢精制、加氢裂化或 重整工艺。
19、如权利要求1所述的一种煤和重油共处理同时生产液体燃料和 沥青类铺路材料的方法，其特征在于所述的蒸馏塔底产物的处理， 为溶剂萃取或粉碎。
技术领域
本发明属于一种通过煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类 铺路材料的方法。
背景技术
沥青是铺路常用的结合料，其目的是将石料粘结在一起。路用沥 青主要来源于石油。沥青作为胶结材料，要经受高温、低温、大气降 水等气候因素和重荷载的作用，要求具有足够的粘结性、耐久性和高 温不流淌、低温不脆裂的特点。特殊路面(高等级道路、大桥桥面、 机场跑道等重交通道路以及温差相差较大的恶劣气候路段)需使用高 性能改性沥青。特立尼达湖沥青，是用于沥青改性的一种优质改性剂。 但由于其来源于特定沥青湖，进口价格高于优质重交沥青。
利用现有技术可从煤制得液体燃料(如煤直接和间接液化、煤干 馏等)，也可从煤制得路用沥青和性能与特立尼达湖沥青类似的改性 剂(中国发明专利ZL99107872.1和ZL02158702.7)。
煤直接液化技术是将煤在高温、高氢气压力条件下转变成液体燃 料(以下简称为油)的过程。为了获得较高的油产率，提高氢气利用 率，除了较高的温度和氢气压力外，还需使用预加氢的循环溶剂、价 格昂贵的催化剂、多段操作模式。造成了煤直接液化的一次投资高、 操作费用高的问题。
煤油共处理制油技术是基于常规煤直接液化技术发展的一煤制 油技术。将煤与石油渣油共处理，生产油。如果所用渣油具有良好的 供氢能力，在液化温度下煤与渣油有良好的协同效应，煤油共处理制 油技术在一定程度上优于常规煤直接液化技术。但是如果所用渣油不 具有良好的供氢能力，不仅不能提高油产率，还会降低油产率(中国 矿业大学学报，2003，Vol.32，No.1，48-52)。
但无论如何，追求高的油收率必定以苛刻条件(430-470℃、15-30 MPa)为代价。即便如此，目前优化工艺的产物分布范围是(以干燥 无灰基进料原煤计)：油产率55％左右，水产率10％左右，残渣产率 30％左右，气产率10％左右。
煤的H/C原子比约为0.2-1，油的H/C原子比约为1.6-2.0。这是 由煤的缩合芳烃结构和石油的烷烃结构所决定的。将煤的缩合芳烃结 构转变成烷烃或环烷烃结构必然需要苛刻的反应条件。
来源于中间基和环烷基的石油渣油可简单处理用于铺路，但来源 于石蜡基原油的渣油需特殊工艺处理才可用于铺路。主要是化学结构 上的差异所致。铺路所用沥青，其化学结构需包含一定的芳烃和氢化 芳烃结构。
发明内容
本方法将“富芳构贫氢”的煤和“贫芳构富氢”的重油有机结合， 将煤部分液化。通过调节共处理过程条件，使共处理过程产生的油和 渣共为目的产物，可大大降低煤直接液化过程的苛刻度，同时也将降 低气产率和氢耗。从一次投资、操作费用和产品利用三个方面提高煤 直接液化经济性。
本发明包括如下步骤：
(1)煤粉、催化剂与重油混合制浆；
(2)油煤浆预热后，进入反应器进行反应；
(3)反应产物进行分离，分离出气态物质，轻质油和水，重质混合 物，分离出的气态物质通过变压吸附提氢，提纯的氢气返回到反 应器中循环使用，其余气体经净化后用作燃料；分离出的轻质油 和水进行油水分离，得到轻质油和水；
(4)重质混合物进入蒸馏塔，经蒸馏分离得到粗油和塔底产物；
(5)将粗油和轻质油混合，经提质加工可得汽油、煤油、柴油、燃 料油等液体燃料；
(6)塔底产物经处理，得沥青类铺路材料。
如上所述的煤为烟煤、褐煤。重油为常/减压渣油、催化裂化油 浆、煤液化重油。
如上所述催化剂为煤直接液化常用催化剂，有廉价可弃性催化剂 如赤泥、天然黄铁矿、冶金飞灰、高铁煤矸石或FeSO4等，Mo基加氢 催化剂，如钼灰MoO3或硫化钼等，Ni-Mo基加氢催化剂，如Ni-Mo/ Al2O3)，超细高分散铁系催化剂。
如上所述超细高分散铁系催化剂是由如下制备方法制备的：
方法一：
将一定量的FeSO4饱和溶液加入到煤粉中，搅拌均匀；(2)将一 定量的硫化钠饱和溶液或尿素饱和溶液加入到上述煤粉中，搅拌均 匀，制得煤样；(3)将煤样在80-120℃温度下真空干燥5个小时， 制得担载在煤样上的超细高分散铁系催化剂。(具体地制备方法见ZL 98102883.7权利要求1中的前三步。)
方法二：
将含硫离子的饱和溶液和含铁离子的饱和溶液中的一种加入煤 粉中搅拌均匀，制成A，再将另一种溶液加入A中搅拌均匀，干燥后 即可制得担载在煤样上的超细高分散铁系催化剂。(具体地制备方法 见ZL 98118156.2第一步)
方法三：
(1)在高速搅拌的氨水中，一次性倾入铁盐溶液，制备Fe(OH)3 或Fe(OH)2与FeOOH沉淀，反应终点pH值控制为8-13；(2)通过高 速离心机离心上述反应产物，得到铁基水凝胶；(3)在高速分散机中 把铁基水凝胶和适量煤粉及液化溶剂一起混合分散，得到担载在煤样 上的超细高分散铁系催化剂。(具体见ZL 99103015.X)
如上所述煤与重油的重量比是以干煤基计量，煤∶重油＝2-10∶10， 催化剂与煤的重量比是以干煤基计量，催化剂∶煤＝0.01-50∶100。
如上所述预热温度比反应温度低60-150℃。
如上所述的反应条件是：反应温度为300-450℃，反应压力为 5-20MPa，反应时间为0.5-2小时。
如上所述反应器可采用常规煤直接液化反应器，如德国IGOR和 日本NEDOL工艺中的管式反应器、美国CTSL和HRI工艺中的强制循 环沸腾床反应器、中国神华工艺中的强制循环悬浮床反应器。
如上所述变压吸附提纯氢操作条件为压力0.3-4MPa、温度 30-50℃。
如上所述的气体净化采用常规脱硫工艺，如醇胺吸收法、液相氧 化还原法、铜洗法、结晶硫法。
如上所述的分离采用单级或多级分离器，如高温分离器、中温分 离器或低温分离器。分离单元进口温度为250-450℃、压力为5-20MPa。
如上所述蒸馏塔为常压蒸馏塔或减压蒸馏塔，常压蒸馏塔操作温 度为300-360℃、压力为0.1-0.2MPa，减压蒸馏塔操作温度为320-400 ℃、压力为0.001-0.02MPa。
如上所述来自蒸馏塔的粗油和来自油水分离器的轻质油混合后 的提质加工是加氢精制、加氢裂化或重整工艺。
如上所述蒸馏塔底产物的处理，包括溶剂萃取(具体见 ZL99107872.1)或粉碎(具体见ZL02158702.7、ZL200610012547.9) 得沥青类铺路材料，沥青类铺路材料包括沥青和沥青改性剂。
本发明的优点在于：
1.本专利将“富芳构贫氢”的煤和“贫芳构富氢”的重油有机结 合，借助煤直接液化技术或煤油共处理技术同时生产液体燃料 和沥青类铺路材料；
2.可降低反应苛刻度，降低工厂一次投资和长期操作费用；
3.可降低加氢深度，无需溶剂循环；重质组分直接利用，无需加 氢处理，大大简化了工艺流程，易于操作。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
具体实施方式
煤/催化裂化油浆＝2/3(wt，干煤基)，赤泥作为催化剂，加入量 为3％(wt，干煤基)。上述混合物经预热器预热至310℃，在强制循 环沸腾床反应器中，380-400℃、10MPa氢气压力条件下反应1小时。
反应产物经高温分离器350℃、10MPa条件下分离，高温分离器 顶部产物进入低温分离器200℃、3MPa条件下分离为气液两相。气态 物质经八塔式变压吸附装置在2.12MPa，35℃条件下提纯氢气，分离 出的氢气返回到反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化 后用作燃料。低温分离器底部液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油。 高温分离器底部产物进入减压蒸馏塔。在350℃、0.007MPa操作条件 下，得到粗油。
粗油和轻质油混合，经加氢精制得到汽油、柴油、煤油和燃料油 等液体燃料。
蒸馏塔底产物粉碎至5微米以下，即得道路沥青改性剂。
实施例2
煤/催化裂化油浆＝1/1(wt，干煤基)，添加硫化钼作为催化剂， 加入量为0.05％(wt，干煤基)。上述混合物经预热器预热至300℃， 在管式反应器中，390℃、11MPa氢气压力条件下反应1小时。
反应产物经高温分离器330℃、11MPa条件下分离，分离器顶部 产物经八塔式变压吸附装置在3.85MPa，40℃条件下提纯氢气，分离 出的氢气返回到反应器中循环使用，其余气体经液相氧化还原法脱硫 净化后用作燃料。液态和固态物质进入温度320℃、、压力0.016MPa 闪蒸塔，塔顶产物经冷凝、油水分离得到轻质油。塔底产物经过常压 蒸馏塔在350℃、0.138MPa操作条件下和减压蒸馏塔在350℃、 0.008MPa操作条件下，得到粗油。
粗油和轻质油混合，经加氢裂化得到汽油、柴油、煤油和燃料油 等液体燃料。
减压蒸馏塔底产物粉碎至5微米以下，即得道路沥青改性剂。
实施例3
煤/常压渣油＝3/5(wt，干煤基)，超细高分散铁系催化剂制备方 法为：7g硫酸亚铁的饱和溶液加入到100g煤样中，搅拌均匀，然后 加入3.5g硫化钠的饱和溶液，并搅拌均匀后80℃下真空干燥5小时， 制得担载在煤样上的超细高分散铁系催化剂。超细高分散铁系催化剂 的加入量为20％(wt，干煤基)。上述混合物经预热器预热至330℃， 在强制循环悬浮床反应器中，400℃、8-10MPa氢气压力条件下反应 1.5小时。
反应产物经高温分离器360℃、8-10MPa条件下分离，高温分离 器顶部产物进入低温分离器210℃、3-4MPa条件下分离为气液两相。 气态物质经八塔式变压吸附装置在2.9MPa，38℃下提纯氢气，分离 出的氢气返回到反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化 后用作燃料。低温分离器底部液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油。 高温分离器底部产物进入减压蒸馏塔，在360℃、0.008MPa操作条件 下，得到粗油。
粗油和轻质油混合，经加氢裂化得到汽油、柴油、煤油和燃料油 等液体燃料。
蒸馏塔底产物经甲苯抽提，抽提物经蒸馏除去轻质组分，剩余重 质组分即为可以满足AH90#高等级道路石油沥青标准的沥青。
实施例4
煤/减压渣油＝1/3(wt，干煤基)，添加Ni-Mo/Al2O3作为催化剂， 加入量为0.03％(wt，干煤基)。上述混合物经预热器预热至320℃， 在管式反应器中，400℃、8MPa氢气压力条件下反应1小时。
反应产物经高温分离器360℃、8MPa条件下分离，高温分离器顶 部产物进入低温分离器220℃、4MPa条件下分离为气液两相。气态物 质经八塔式变压吸附装置在3.57MPa，42℃下提纯氢气，分离出的氢 气返回到反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作 燃料。低温分离器底部液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油。高温 分离器底部产物进入减压蒸馏塔，在380℃、0.01MPa操作条件下， 得到粗油。
粗油和轻质油混合，经加氢重整得到汽油、柴油、煤油和燃料油 等液体燃料。
减压蒸馏塔底产物经三氯乙烯抽提，抽提物经蒸馏除去轻质组 分，剩余重质组分即为可以满足AH90#高等级道路石油沥青标准的 沥青。
实施例5
煤/煤液化重油＝1/3(wt，干煤基)，添加FeSO4作为催化剂，加入 量为2％(wt，干煤基)。上述混合物经预热器预热至300℃，在管式 反应器中，380℃、12MPa氢气压力条件下反应1小时。
反应产物经高温分离器320℃、10MPa条件下分离，分离器顶部 产物经八塔式变压吸附装置在3.97MPa，45℃条件下提纯氢气，分离 出的氢气返回到反应器中循环使用，其余气体经液相氧化还原法脱硫 净化后用作燃料。液态和固态物质进入温度340℃、、压力0.012MPa 闪蒸塔，塔顶产物经冷凝、油水分离得到轻质油。塔底产物经过常压 蒸馏塔在360℃、0.127MPa操作条件下和减压蒸馏塔在360℃、 0.009MPa操作条件下，得到粗油。
粗油和轻质油混合，经加氢重整得到汽油、柴油、煤油和燃料油 等液体燃料。
减压蒸馏塔底产物粉碎至100目以下，即得道路沥青改性剂。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种高效暂堵剂及其制备方法 | 2020-06-16 | 2 |
| 一种耐高温抗侵蚀喷补料的制备方法 | 2020-10-06 | 0 |
| 一种大截面型线导体500kV交流海底电缆 | 2021-04-14 | 1 |
| 一种增碳剂及其制备方法以及含钒铁水的冶炼方法 | 2021-10-23 | 1 |
| 煤和重油共处理同时生产液体燃料和沥青类铺路材料的方法 | 2023-07-09 | 1 |
| 一种利用粉末制成的新型焦炭 | 2020-11-02 | 1 |
| 一种纳米氧化锌填充的硅藻土-橡胶粉复合改性的耐老化沥青及其制备方法 | 2020-10-25 | 1 |
| 一种用于铺筑道路抗滑磨耗层沥青混凝土及应用 | 2021-06-29 | 0 |
| 一种净化汽车尾气的沥青改性剂、沥青材料及其制备方法 | 2020-05-18 | 2 |
| 超高密度过饱和盐水钻井液 | 2021-09-10 | 1 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
