煤直接液化循环供氢溶剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤直接液化工艺技术领域，具体而言，涉及一种煤直接液化循环供氢 溶剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 煤直接液化是指在高温高压、临氢、溶剂和催化剂的作用下，将煤进行加氢裂解， 生成液态产品的工艺过程。溶剂是煤液化反应过程的重要介质，其主要作用包括：溶剂与 煤配成煤浆，便于煤的输送和加压；溶剂能够将煤溶解，并防止煤热解产生的自由基碎片缩 聚，从而提高煤液化油的收率；溶剂能够溶解气相氢，使氢分子向煤或催化剂表面扩散；溶 剂还能够向自由基碎片直接供氢或传递氢。因此煤直接液化溶剂既要对煤热解的自由基碎 片有较强的溶解能力，同时也要具备良好的供氢能力。
[0003] 自从煤直接液化技术开发以来，供氢溶剂的提出和应用使煤直接液化技术得到突 破性的发展。由于供氢溶剂的引用，煤直接液化操作条件大大降低，如操作压力降至15~ 20MPa，反应温度降至430~460°C。现代典型的煤直接液化工艺，例如USP4046054的埃克 森供氢溶剂（EDS)工艺、USP4842719的催化两段煤液化CTSL工艺、日本NEDOL工艺以及 CN15873518A的神华煤直接液化工艺等，在正常运转过程中，煤直接液化溶剂均来自煤直接 液化反应。将溶剂加氢后，用于煤浆制备，并在煤直接液化过程中循环使用，称之为煤液化 循环供氢溶剂。溶剂供氢能力提高后，可以促进煤的转化，从而增加了煤直接液化油的收 率。在小型连续试验装置（BSU)、工艺开发装置（PDU)及百万吨级神华煤直接液化示范装 置（DP)的实际运转中，供氢能力好的溶剂，不仅直接影响了煤的转化率和煤直接液化油的 收率，还有利于煤浆的制备、输送和流动性等。
[0004] 已有研宄表明，部分氢化的多环芳烃（如四氢萘、二氢菲、二氢蒽、四氢蒽）具有很 强的供氢能力，饱和烃不具备或具有很弱的供氢能力。目前循环溶剂的供氢能力研宄已成 为煤直接液化技术研宄领域的重点之一，溶剂供氢能力的提高有利于提高煤的转化率和煤 直接液化油的收率，因此进一步提高循环溶剂的供氢能力或开发性能优良的溶剂是煤直接 液化技术发展的一个重要方向。
[0005] 中国专利申请CN101370914公开了一种褐煤直接液化循环溶剂的加氢方法，主要 特点在于在缓和的工艺条件下实现煤液化溶剂的不完全饱和加氢，提高溶剂的供氢量。中 国专利申请CN1587351A的煤直接液化工艺中，煤液化油经过加氢稳定后，脱除大部分硫、 氮和氮杂原子，更重要的对芳烃进行部分加氢饱和，提高循环溶剂的供氢能力。但由于煤 直接液化生产的煤液化油中含有部分饱和烃，经过加氢处理后饱和烃含量进一步提高，约 占循环供氢溶剂30%左右，这部分饱和烃在煤直接液化过程中不具有或具有很弱的供氢能 力，从而影响了煤的转化率和油收率。
[0006] 通过上述内容可知，采用现有工艺制得的循环供氢溶剂中含有较高含量的饱和 烃，这导致制得的循环供氢溶剂的供氢能力较差。为了解决这一问题，有必要开发出一种制 备高供氢能力循环供氢溶剂的方法。
【发明内容】
[0007] 本发明旨在提供一种煤直接液化循环溶剂及其制备方法，以解决利用现有技术制 得的循环供氢溶剂供氢能力较差的缺陷。
[0008] 为了实现上述目的，本发明一个方面提供了一种煤直接液化循环供氢溶剂的制备 方法，包括以下步骤：Sl，将煤直接液化油进行催化加氢，得到气相产物和液相产物；S2,将 液相产物进行分馏，得到轻质馏分油和重质馏分油；S3,将重质馏分油进行溶剂萃取，得到 富芳烃油和贫芳烃油，将富芳烃油作为煤直接液化循环供氢溶剂；其中，轻质馏分油为馏程 小于等于200°C的馏分油，重质馏分油为馏程大于200°C的馏分油。
[0009] 进一步地，重质馏分油为馏程大于220°C的馏分油。
[0010] 进一步地，在溶剂萃取过程中，采用的萃取溶剂为密度>〇. 95cm3/g、沸点<210°C的 有机溶剂；优选地，萃取溶剂选自糠醛、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜组成的组中的一种 或多种。
[0011] 进一步地，在溶剂萃取过程中，萃取温度为30~100°C，溶剂比为0. 5~3. 5。
[0012] 进一步地，煤直接液化油为煤直接液化全馏分油或者为馏程大于180°C的煤直接 液化馏分油；优选地，煤直接液化油为馏程200~480 °C的煤直接液化馏分油。
[0013] 进一步地，在催化加氢过程中，催化剂活性成分为VIB和/或VIII族的非贵金属； 优选催化剂载体为无定形氧化物或硅酸盐。
[0014] 进一步地，VIB族的非贵金属为Mo和/或W，VIII族的非贵金属为Co和/或Ni ; 优选催化剂载体为无定形氧化铝或硅酸铝。
[0015] 进一步地，在催化加氢过程中，采用的加氢反应器为固定床反应器、膨胀床反应器 或强制内循环沸腾床反应器；可选地，在溶剂萃取过程中，采用的萃取装置为板式塔或转盘 塔。
[0016] 进一步地，步骤S3中，将贫芳烃油和轻质馏分油作为煤液化产品。
[0017] 本发明另一方面还提供了一种循环供氢溶剂，采用上述制备方法制得。
[0018] 本发明旨在提供一种煤直接液化循环供氢溶剂及其制备方法。应用本发明的技术 方案，催化加氢过程和分馏过程能够整体提升重质馏分油中的部分饱和芳烃的含量，同时， 还能够降低循环溶剂的黏度，进而降低后期煤液化过程中油煤浆的黏度，提高可运输性。将 重质馏分油进行溶剂萃取，有利于去除不具有供氢能力的或供氢能力较弱的饱和组分，得 到的富芳烃油中饱和组分含量较少，作为循环供氢溶剂时具有较高的供氢能力，从而有利 于提高煤液化过程中的煤转化率和油收率。同时，由于溶剂萃取提高了循环供氢溶剂中芳 烃的含量，依据相似相溶原理，循环供氢溶剂对煤及煤热解自由基的溶解和分散能力得到 有效提升，且多环芳烃含量增加也会提高溶剂氢转移能力，从而有利于进一步提高煤直接 液化过程中煤的转化率和油的收率。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1示出了本发明实施例中煤直接液化循环溶剂的制备方法所采用的工艺系统 的示意图。
[0021] 图1中的附图标记如下：
[0022] 110、原料加热炉；120、加氢反应器；130、热高压分离器；140、冷高压分离器；150、 加热炉；160、分馏塔；170、萃取装置；180、再生塔；190、减压塔；101、冷却装置；102、循环 氢压缩机。
【具体实施方式】
[0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0024] 正如【背景技术】部分所描述的，采用现有工艺制得的循环供氢溶剂中含有较高含量 的饱和烃，这导致制得的循环供氢溶剂的供氢能力较差，进而影响了煤直接液化过程中的 转化率和油收率。为了解决这一问题，本发明提供了一种煤直接液化循环供氢溶剂的制备 方法，包括以下步骤：Sl，将煤直接液化油进行催化加氢，得到气相