一种煤制清洁燃料的方法以及用该方法获得的高辛烷值的汽油和改质柴油与流程

本发明涉及煤炭深加工领域，具体地，涉及一种煤制清洁燃料的方法。

背景技术：

我国是煤炭资源丰富而石油资源相对短缺的国家，随着国民经济的快速发展我国对油品的需求持续高速增长，因此，为了保障我国国民经济的可持续发展，优化能源结构，降低对石油进口的依赖，充分利用我国丰富的煤炭资源优势，大力发展煤化工高新技术产业，以煤化工产品替代部分石油化工产品，已经成为我国能源战略的必然选择。煤制油(Coal-to-liquids,CTL)是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，目前常用的煤制油技术主要有煤直接液化和煤间接液化等方法。

煤的直接液化将煤在高温高压条件下，通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料，并脱除硫、氮、氧等原子。具有对煤的种类适应性差，反应及操作条件苛刻，产出燃油的芳烃、硫和氮等杂质含量高，十六烷值低的特点，在发动机上直接燃用较为困难，油品不符合国家标准(GB 19147-2009)。

煤的间接液化首先把煤气化，再通过费托合成转化为烃类燃料。生产的油品硫、氮含量低，但油品的十六烷值等指标仍不符合国家标准。

而煤先通过热解过程得到煤焦油，再将煤焦油进行加氢处理以生产液体燃料(如柴油)的技术越来越受到重视。

CN101643654A公开了一种不粘结性煤或弱粘结性煤的加工工艺。不粘结性煤或弱粘结性煤进行中低温干馏反应，生成煤气、半焦和煤焦油；通过变压吸附将所述煤气中的氢气提出；将所述半焦送入煤气发生器，在煤气发生器中半焦、氧气和水蒸气反应生成合成气和煤灰，所述合成气包含一氧化 碳和氢气；或者将所述半焦送入循环流化床锅炉进行发电；将所述煤焦油进行常压分馏，得到轻馏分、酚油和塔底重油，塔底重油经过减压分馏脱除拖尾沥青得到重馏分；酚油进行酚油抽提得到酚类和脱酚油；将轻馏分、脱酚油和重馏分,与氢气进行加氢反应。

CN 102816596 A公开了一种不粘结性煤或弱粘结性煤的深加工方法。将不粘结性煤或弱粘结性煤进行中低温干馏反应，生成煤气、半焦和煤焦油；通过变压吸附方法将所述煤气中的氢气进行分离，得到的氢气用于加氢反应过程；半焦在煤气发生器生成合成气，合成气进行费-托合成反应生产石蜡类烃类；焦油原料、延迟焦化反应得到的油气和加氢裂化液相产物共同进入蒸馏塔，蒸馏出石脑油馏分、含酚油馏分、蜡油馏分和塔底油；石脑油馏分与氢气混合进入石脑油加氢精制反应段；含酚油馏分经脱酚后得到的脱酚油与蜡油馏分混合进入加氢处理反应段；加氢处理反应液相分馏为轻馏分和重馏分，重馏分进行加氢裂化；蒸馏得到的塔底油进入延迟焦化装置

CN 103160305 A公开了一种采用煤直接制备燃料油的系统及工艺。首先，原料煤在热解炉中进行热解，生成煤气、煤焦油和半焦；半焦通过气化炉转化为气化粗煤气和煤焦油；粗煤气经分离和洗涤得到合成气，合成气进行费托合成柴油；利用变压吸附将热解煤气中氢气分离出来；气化煤焦油与热解煤焦油混合得到混合煤焦油，利用抽提的氢气对混合煤焦油进行加氢精制处理，得到煤焦油加氢柴油，随后，与费托合成柴油调配得到高品质柴油。

但是上述现有技术对于煤焦油的加工工艺还不完善，得到的油品无法达到国家标准，因此煤焦油制得的油品需要与石化油品混配，才能够使最终油品的十六烷值等指标符合国家标准。

因此，迫切需要开发一种能够将煤炭资源转化为符合国标甚至更高标准要求的燃料的工艺方法。

技术实现要素：

为了克服现有煤制油工艺存在的油品差的缺点，提供一种能够将煤炭资源转化为符合国家标准甚至更高标准要求的清洁燃料的工艺方法，该方法包括：

(1)在450-650℃条件下，将原料煤进行热解，得到煤焦油、半焦和热解煤气；

(2)将步骤(1)得到的半焦经气化得到气化粗煤气，经变换后进行甲醇合成反应，得到甲醇和甲醇驰放气；

(3)将步骤(1)得到的热解煤气与步骤(2)得到的甲醇驰放气混合，并在提氢条件下，得到氢气；

(4)在190-220℃的条件下，将步骤(1)得到的煤焦油进行蒸馏分离，得到酚油馏分和重质馏分；

(5)将步骤(4)得到的酚油馏分与步骤(2)得到的甲醇进行醚化反应，得到高辛烷值组分；

(6)将步骤(4)得到的重质馏分进行加氢精制，精制产物经分馏得到汽油馏分、柴油馏分以及尾油馏分；

(7)将步骤(5)得到的高辛烷值组分与步骤(6)中分馏得到的汽油馏分进行调和，制得高辛烷值的汽油；

(8)将柴油馏分进行加氢改质处理，制得改质柴油；

(9)将步骤(3)得到的至少一部分氢气通入步骤(6)的加氢精制和/或步骤(8)的加氢改质反应中。

本发明的另一方面提供了由所述的煤制清洁燃料的方法获得的高辛烷值的汽油和改质柴油。

本发明提供的煤制清洁燃料的方法实现了对煤炭资源的充分深加工，获得了高辛烷值组分，生产高品质的清洁燃料，同时实现了各个生产工艺之间 的系统连通，提高了系统能效使能源的利用最大化，达到了煤炭资源的高效和清洁利用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1中工艺流程的示意图；

图2是本发明实施例2中工艺流程的示意图；

图3是本发明另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种煤制清洁燃料的方法，其中，该方法包括：

(1)在450-650℃条件下，将原料煤进行热解，得到煤焦油、半焦和热解煤气；

(2)将步骤(1)得到的半焦经气化得到气化粗煤气，经变换后进行甲醇合成反应，得到甲醇和甲醇驰放气；

(3)将步骤(1)得到的热解煤气与步骤(2)得到的甲醇驰放气混合，并在提氢条件下，得到氢气；

(4)在190-220℃的条件下，将步骤(1)得到的煤焦油进行蒸馏分离，得到酚油馏分和重质馏分；

(5)将步骤(4)得到的酚油馏分与步骤(2)得到的甲醇进行醚化反应，得到高辛烷值组分；

(6)将步骤(4)得到的重质馏分进行加氢精制，精制产物经分馏得到汽油馏分、柴油馏分以及尾油馏分；

(7)将步骤(5)得到的高辛烷值组分与步骤(6)中分馏得到的汽油馏分进行调和，制得高辛烷值的汽油；

(8)将柴油馏分进行加氢改质处理，制得改质柴油；

(9)将步骤(3)得到的至少一部分氢气通入步骤(6)的加氢精制和/或步骤(8)的加氢改质反应中。

本发明中，步骤(6)得到的尾油属于重质馏分，可以对其进行加氢裂化，因此，优选情况下，本发明提供的煤制清洁燃料的方法还包括：将步骤(6)得到的尾油馏分进行加氢裂化，其裂化产物并入步骤(4)得到的重质馏分和/或步骤(6)得到的精制产物中，进而实现对重质馏分的有效利用。

所述加氢裂化的条件可选范围较大，优选情况下，所述加氢裂化的条件可以包括：裂化温度可以为360-400℃，压力可以为8-20MPa，氢油体积比可以为800-2000：1，平均液体空速可以为0.5h^-1-3h^-1。

根据本发明，所述加氢裂化反应优选在催化剂存在下进行，所述催化剂没有具体限定，可以为本领域的常规选择，加氢裂化过程所用催化剂为常规的加氢裂化催化剂，主要以第VIB族和第VIII族金属为活性组分，以无定型硅铝和分子筛为载体，第VIB族金属一般为Mo和/或W，第VIII族金属Co和/或Ni。

本发明中，为了更进一步提高得到的柴油组分的品质，本发明提供的煤制清洁燃料的方法还将步骤(6)得到的柴油组分进行加氢改质，所述加氢改质的条件可以在很大范围内改变，优选情况下，所述加氢改质的条件包括：反应温度为360-400℃、压力为8-20MPa，氢油体积比为500-2000：1(优选地，氢油体积比为800-2000：1)，平均液体空速为0.5h^-1-3h^-1。更优选地，所述加氢改质的条件包括：反应温度为380-400℃，压力为10-20MPa，氢油体积比为1000-2000：1，平均液体空速为0.5h^-1-1.5h^-1。

根据本发明，所述加氢改质反应优选在催化剂存在下进行，所述催化剂 没有具体限定，可以为本领域的常规选择，所述催化剂为具有较高开环选择性和良好芳烃饱和的催化剂，主要以第VIB族和第VIII族金属为活性组分，第VIB族金属一般为Mo和/或W，第VIII族金属Co和/或Ni，以含氧化铝、含硅氧化铝和分子筛为载体。

根据本发明，步骤(2)中，所述气化的条件可以在很大范围内改变，优选情况下，所述气化的条件可以包括：气化压力为0.07-3MPa，气化温度为1000-1200℃。更优选地，所述气化的条件包括：气化压力为0.1-3MPa，气化温度为1000-1200℃。

本发明中，步骤(2)中，所述甲醇合成反应的反应器、反应条件以及催化剂可以根据实际需要进行选择和调整，优选情况下，所述甲醇合成反应是在固定床反应器上进行，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为220-280℃，压力为5-10MPa，合成气空速为4000-10000h^-1。更优选地，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为260-280℃，压力为5-7MPa，合成气空速为4000-6000h^-1；所述甲醇合成反应的催化剂可以为CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂。

本发明中，步骤(3)中，所述提氢的方法可以为本领域公知的各种提氢方法，优选情况下，所述提氢的方法为变压吸附法，变压吸附法的条件包括：压力为0.3-4.0MPa，吸附剂选自氧化铝、硅胶、活性炭和沸石分子筛中的至少一种，如图3所示。可选地，步骤(3)中，所述提氢的方法也可以为膜分离法，如图1和图2所示膜分离法的压力为0.3-2.0MPa，所述膜分离法所用薄膜的种类为本领域技术人员所公知，例如可以由选自聚酰亚胺和聚砜高分子聚合物制成。

根据本发明，步骤(5)的醚化反应中，酚油馏分中的酚与的甲醇的摩尔比可以为1:1-5；优选为1:3-5。所述醚化反应的条件可以在很大范围内改变，优选地，所述醚化反应的条件可以包括温度为350-450℃，酚与醇的摩尔比为1：1-5，平均液体空速为0.5h^-1-2h^-1。醚化反应的催化剂可以为Al₂O₃、 Al₂O₃-SiO₂复合氧化物、固体负载酸催化剂和固体负载碱催化剂中的至少一种。更优选地，所述醚化反应的条件包括温度为350-450℃，平均液体空速为0.5h^-1-1.0h^-1，醚化反应的催化剂为Al₂O₃-SiO₂复合氧化物，以Al₂O₃-SiO₂复合氧化物的总量为基准，SiO₂的含量为35-70重量％。

同样优选地，本发明步骤(5)中进行醚化反应后剩余的醇，作为循环醇，并入步骤(2)中得到的甲醇，与步骤(4)得到的酚油馏分进行醚化反应。

本发明步骤(6)中，所述加氢精制的条件可以包括：反应温度可以为350-400℃，压力可以为8-20MPa，氢油体积比可以为800-2000：1，平均液体空速可以为0.5h^-1-3h^-1。

根据本发明，所述加氢精制反应优选在催化剂存在下进行，所述催化剂没有具体限定，可以为本领域的常规选择，所述催化剂为常规的加氢精制催化剂，主要以第VIB族和第VIII族金属为活性组分，第VIB族金属一般为Mo和/或W，第VIII族金属Co和/或Ni，以含硅氧化铝或氧化铝为载体

更优选地，所述加氢精制反应的条件包括：反应温度为360-380℃，压力为10-20MPa，氢油体积比为1000-2000：1，平均液体空速为0.8h^-1-2h^-1。

优选地，本发明步骤(6)的分馏过程中，汽油组分的馏程温度范围为65-195℃，柴油组分的馏程温度可以为220-365℃。

本发明提供的煤制清洁燃料的方法获得了高辛烷值组分，通过将这种高辛烷值组分加入到汽油组分中，从而实现了以煤炭为原料来获得符合国家标准的汽油，优选地，本发明步骤(5)得到的高辛烷值组分与步骤(6)分馏得到的汽油组分的调合重量比可以为1：0.3-7。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

实施例1

如图1所示工艺流程所示：

(1)将原料煤(神木煤)粉碎后送进直立干馏炉中进行热解反应，压力为0.05MPa，温度为650℃，得到煤焦油(性质见下表1)、半焦和热解煤气。将半焦送入流化床煤气发生器中，在压力为0.13MPa，温度为1000℃，气固比5:1(体积/体积)的条件下，与水蒸气和氧气(水蒸气与氧气的体积比为4:1)反应，得到气化粗煤气。气化粗煤气经增压至3.0MPa后进入耐硫变换装置，将气体中的成分满足甲醇合成原料气中H₂/CO的要求，变换后的气体进入脱硫装置，将气体中总硫含量降低至0.1ppm以下，再经压缩机增压至5.0MPa，进入甲醇合成装置(固定床反应器)进行甲醇合成反应，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为260℃，压力为5.0MPa，合成气空速为5000h^-1；所述甲醇合成反应的催化剂为CuO/ZnO/Al₂O₃；经精馏分离得到甲醇和甲醇驰放气；并将热解反应得到的热解煤气与甲醇驰放气混合，通过膜分离法，得到浓度大于99.8重量％的氢气。

(2)将步骤(1)得到的煤焦油经机械预处理脱除杂质和水后，在200℃的条件下进行蒸馏分离，得到酚油馏分和重质馏分；其中，所述酚油馏分中酚的总量为60重量％；再将该酚油馏分中酚与甲醇以摩尔比为1：5，在温度为450℃下，平均液体空速1.5h^-1，在催化剂Al₂O₃的存在下进行醚化反应，结果得到高辛烷值的汽油添加剂，其辛烷值为111.9。

(3)将得到的重质馏分进行加氢精制，在反应温度为380℃、压力为12MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为1h^-1下进行加氢精制反应，分馏得到加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油；如图1所示，将该加氢尾油经循环再在反应温度为400℃、压力为12MPa、氢油体积比为1500：1，平均液体空速为0.8h^-1下进行加氢裂化反应得裂化油，并使裂化油返回加氢精制过程，与所述重质馏分一起进行加氢精制，再经分馏，获得加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油；然后，将加氢柴油在反应温度为380℃、压力为12MPa、氢油体积比为1200：1，平均液体空速为0.5h^-1下进行加氢改质，获得改质柴油-高十六值柴油；然后，再将经醚化反应得到的产物高辛烷值组分与上述的加氢汽油以1：2.8的重量比进行混合，获得调和汽油终油品。

经测试，高辛烷值的汽油和高十六值柴油的成分，如表2和3所示。

表1 煤焦油性质

表2 汽油终油品的性质

注：93号国标参数为GB 17930-2011《车用汽油》93号车用汽油标准参数。

表3 柴油组分性质

注：0号国标参数为GB 19147-2009《车用柴油》0号车用柴油标准参数。

实施例2

如图2所示工艺流程所示：

(1)将原料煤(神木煤)粉碎后送进直立干馏炉中进行热解反应，压力为0.05MPa，温度为650℃，得到煤焦油(性质见上表1)、半焦和热解煤气。将半焦送入流化床煤气发生器中，在压力为0.13MPa，温度为1000℃，气固比5:1(体积/体积)的条件下，与水蒸气和氧气(水蒸气与氧气的体积比为4:1)反应，得到气化粗煤气。气化粗煤气经增压至3.0MPa后进入耐硫变换装置，将气体中的成分满足甲醇合成原料气中H₂/CO的要求，变换后的气体进入脱硫装置，将气体中总硫含量降低至0.1ppm以下，再经压缩机增压至6.0MPa，进入甲醇合成装置(固定床反应器)进行甲醇合成反应，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为270℃，压力为6.0MPa，合成气空速为6000h^-1；所述甲醇合成反应的催化剂为CuO/ZnO/Al₂O₃；经精馏分离得到甲醇和甲醇驰放气；并将热解反应得到的热解煤气与甲醇驰放气混合，通过变压吸附提纯氢气法，得到浓度大于99重量％的氢气。

(2)将步骤(1)得到的煤焦油经机械预处理脱除杂质和水后，在200℃的条件下进行蒸馏分离，得到酚油馏分(酚的总量占酚油馏分质量的60重量％)和重质馏分；在温度为350℃，平均液体空速1.0h^-1的条件下，以摩尔比为1:5的比例，将酚油馏分与步骤(1)得到的甲醇进行醚化反应，醚化反应的催化剂为Al₂O₃。得到的高辛烷值组分，其辛烷值为109.1。

(3)将得到的重质馏分进行加氢精制，所述加氢精制的条件包括：反应温度为360℃、压力为20MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为2h^-1。精制产物经分馏，得到加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(4)如图2所示，将尾油组分在反应温度为380℃、压力为20MPa、氢油体积比为1200：1，平均液体空速为1.2h^-1下进行加氢裂化反应得裂化油，裂化油产物返回步骤(3)与精制产物混合后再分馏，得到加氢汽油、 加氢柴油和加氢尾油。(5)将步骤(2)醚化得到的高辛烷值组分与步骤(4)分馏得到的汽油馏分以1：2.2的重量比进行混合，得到的汽油终油品的性质如表4所示。

(6)将步骤(4)得到的柴油馏分进行加氢改质，反应温度为400℃、压力为20MPa、氢油体积比为1200：1，平均液体空速为1.5h^-1；加氢改质后柴油组分的性质如表5所示。

表4 汽油终油品的性质

注：93号国标参数为GB 17930—2011《车用汽油》93号车用汽油标准参数。

表5 加氢改质后柴油组分的性质

注：0号国标参数为GB 19147—2009《车用柴油》0号车用柴油标准参数。

实施例3

如图3所示工艺流程所示：

(1)将原料煤(神木煤)粉碎后送进直立干馏炉中进行热解反应，压力为0.05MPa，温度为650℃，得到煤焦油(性质见上表1)、半焦和热解煤气。将半焦送入气化炉中，在压力为3MPa，温度为1200℃，气固比6:1(体积/体积)的条件下，与水蒸气和氧气(水蒸气与氧气的体积比为5:1)反应，得到气化粗煤气。气化粗煤气经增压至3.0MPa后进入耐硫变换装置，将气体中的成分满足甲醇合成原料气中H2/CO的要求，变换后的气体进入脱硫装置，将气体中总硫含量降低至0.1ppm以下，再经压缩机增压至5.0MPa，进入甲醇合成装置(固定床反应器)进行甲醇合成反应，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为260℃，压力为5.0MPa，合成气空速为5000h-1；所述甲醇合成反应的催化剂为CuO/ZnO/Al2O3；经精馏分离得到甲醇和甲醇驰放气；并将热解反应得到的热解煤气与甲醇驰放气混合，通过变压吸附提纯氢气法，得到浓度大于99重量％的氢气。

(2)将步骤(1)得到的煤焦油经机械预处理脱除杂质和水后，在200℃的条件下进行蒸馏分离，得到酚油馏分(酚的总量占酚油馏分质量的60重量％)和重质馏分；在温度为400℃，平均液体空速0.5h-1的条件下，以摩尔比为1：3的比例，在催化剂Al2O3存在下将酚油馏分与步骤(1)得到的甲醇进行醚化反应，得到的高辛烷值组分，其辛烷值为120.5。

(3)将得到的重质馏分进行加氢精制，所述加氢精制的条件包括：反应温度为380℃、压力为10MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为0.8h-1；精制产物经分馏得到加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(4)如图3所示，将尾油组分经循环在反应温度为400℃、压力为10MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为0.6h-1下进行加氢裂化反应得裂化油，并使部分所述裂化油返回加氢精制过程，与所述重质馏分一起进行加氢 精制，部分所述裂化油与精制产物混合再经分馏，获得加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(5)将步骤(2)醚化得到的高辛烷值组分与步骤(4)分馏得到的汽油馏分以1：6.8的重量比进行混合，得到的汽油终油品的性质如表6所示。

(6)将步骤(4)得到的柴油馏分进行加氢改质，反应温度为380℃、压力为10MPa，氢油体积比为2000：1，平均液体空速为1h-1；加氢改质后柴油组分的性质如表7所示。

表6 汽油终油品的性质

注：93号国标参数为GB 17930-2011《车用汽油》93号车用汽油标准参数。

表7 加氢改质后柴油组分的性质

注：0号国标参数为GB 19147-2009《车用柴油》0号车用柴油标准参数。

实施例4

如图3所示工艺流程所示：

(1)将原料煤(呼伦贝尔煤)粉碎后送进直立干馏炉中进行热解反应，压力为0.03MPa，温度为550℃，得到煤焦油(性质见下表8)、半焦和热解煤气。将半焦送入气化炉中，在压力为2.8MPa，温度为1200℃条件下得到气化粗煤气。气化粗煤气经增压至3.0MPa后进入耐硫变换装置，将气体中的成分满足甲醇合成原料气中H₂/CO的要求，变换后的气体进入脱硫装置，将气体中总硫含量降低至0.1ppm以下，再经压缩机增压至5.0MPa，进入甲醇合成装置(固定床反应器)进行甲醇合成反应，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为260℃，压力为5.0MPa，合成气空速为4000h^-1；所述甲醇合成反应的催化剂为CuO/ZnO/Al₂O₃；经精馏分离得到甲醇和甲醇驰放气；并将热解反应得到的热解煤气与甲醇驰放气混合，通过变压吸附提纯氢气法，得到浓度大于99重量％的氢气。

(2)将步骤(1)得到的煤焦油经机械预处理脱除杂质和水后，在180℃的条件下进行蒸馏分离，得到酚油馏分(酚的总量占酚油馏分质量的64重量％)和重质馏分；在温度为400℃，平均液体空速0.5h^-1的条件下，以摩尔比为1：5的比例，在催化剂Al₂O₃-SiO₂复合氧化物存在下(以Al₂O₃-SiO₂复合氧化物的总量为基准，SiO₂的含量为60重量％)将酚油馏分与步骤(1)得到的甲醇进行醚化反应，得到的高辛烷值组分，其辛烷值为120.5。

(3)将得到的重质馏分进行加氢精制，所述加氢精制的条件包括：反应温度为380℃、压力为12MPa、氢油体积比为1000：1，平均液体空速为2h^-1；精制产物经分馏得到加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(4)如图3所示，将尾油组分经循环在反应温度为400℃、压力为12MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为2h^-1下进行加氢裂化反应得裂化油，并使部分所述裂化油返回加氢精制过程，与所述重质馏分一起进行加氢精制， 部分所述裂化油与精制产物混合再经分馏，获得加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(5)将步骤(2)醚化得到的高辛烷值组分与步骤(4)分馏得到的汽油馏分以1：6.0的重量比进行混合，得到的汽油终油品的性质如表6所示。

(6)将步骤(4)得到的柴油馏分进行加氢改质，反应温度为400℃，压力为12MPa，氢油体积比为1000：1，平均液体空速为1h^-1；加氢改质后柴油组分的性质如表7所示。

表8 煤焦油性质

表9 汽油终油品的性质

注：93号国标参数为GB 17930—2011《车用汽油》93号车用汽油标准参数。

表10 加氢改质后柴油组分的性质

注：0号国标参数为GB 19147-2009《车用柴油》0号车用柴油标准参数。

实施例5

如图3所示工艺流程所示：

(1)将原料煤(呼伦贝尔煤)粉碎后送进直立干馏炉中进行热解反应，压力为0.03MPa，温度为550℃，得到煤焦油(性质见上表8)、半焦和热解 煤气。将半焦送入气化炉中，在压力为3MPa，温度为1200℃条件下得到气化粗煤气。气化粗煤气经增压至3.0MPa后进入耐硫变换装置，将气体中的成分满足甲醇合成原料气中H₂/CO的要求，变换后的气体进入脱硫装置，将气体中总硫含量降低至0.1ppm以下，再经压缩机增压至5.0MPa，进入甲醇合成装置(固定床反应器)进行甲醇合成反应，所述甲醇合成反应的条件包括：温度为260℃，压力为5.0MPa，合成气空速为4000h^-1；所述甲醇合成反应的催化剂为CuO/ZnO/Al₂O₃；经精馏分离得到甲醇和甲醇驰放气；并将热解反应得到的热解煤气与甲醇驰放气混合，通过变压吸附提纯氢气法，得到浓度大于99重量％的氢气。

(2)将步骤(1)得到的煤焦油经机械预处理脱除杂质和水后，在180℃的条件下进行蒸馏分离，得到酚油馏分(酚的总量占酚油馏分质量的64重量％)和重质馏分；在温度为400℃，平均液体空速0.5h^-1的条件下，以摩尔比为1：5的比例，在催化剂Al₂O₃-SiO₂复合氧化物存在下(以Al₂O₃-SiO₂复合氧化物的总量为基准，SiO₂的含量为55重量％)将酚油馏分与步骤(1)得到的甲醇进行醚化反应，得到的高辛烷值组分，其辛烷值为120.5。

(3)将得到的重质馏分进行加氢精制，所述加氢精制的条件包括：反应温度为380℃，压力为8MPa，氢油体积比为2000：1，平均液体空速为0.8h^-1；精制产物经分馏得到加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(4)如图3所示，将尾油组分经循环在反应温度为400℃、压力为8MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为0.8h^-1下进行加氢裂化反应得裂化油，并使部分所述裂化油返回加氢精制过程，与所述重质馏分一起进行加氢精制，部分所述裂化油与精制产物混合再经分馏，获得加氢汽油、加氢柴油和加氢尾油。

(5)将步骤(2)醚化得到的高辛烷值组分与步骤(4)分馏得到的汽油馏分以1：4.8的重量比进行混合，得到的汽油终油品的性质如表11所示。

(6)将步骤(4)得到的柴油馏分进行加氢改质，反应温度为380℃、压力为10MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为0.5h^-1；加氢改质后柴油组分的性质如表12所示。

表11 汽油终油品的性质

注：93号国标参数为GB 17930-2011《车用汽油》93号车用汽油标准参数。

表12 加氢改质后柴油组分的性质

注：0号国标参数为GB 19147-2009《车用柴油》0号车用柴油标准参数。

从以上实施例及表1-12中的数据可以看出，本发明提供的煤制清洁燃料的方法实现了对煤炭资源的充分深加工，获得了高辛烷值组分，生产高品质的清洁燃料，同时实现了各个生产工艺之间的系统连通，提高了系统能效使能源的利用最大化，达到了煤炭资源的高效和清洁利用。