利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法
2023-04-25 06:57:36 1
利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法。該方法包括以下步驟：S1、將煤直接液化殘渣依次進行一次熱溶萃取、一次固液分離以及聚合改性，得到煤液化改性瀝青；S2、將煤液化改性瀝青與煉焦用洗精煤混合，粉碎，搗固壓餅，得到煤餅；以及S3、將煤餅送至煉焦爐中在隔絕空氣下加熱並保溫，然後經冷卻和篩分處理，得到焦炭。通過將煤直接液化殘渣經熱熔萃取、固液分離及聚合改性得到的煤液化改性瀝青應用到搗固煉焦工藝中，得到了各項指標均達國家一級冶金焦標準的焦炭，且合格產品收率高達82%以上。
【專利說明】利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤液化殘渣深加工【技術領域】，具體而言，涉及一種利用煤液化殘渣製備焦炭的方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的快速發展，現代化和社會發展進程不斷加快，我國對石油產品的消費量不斷增長，大大超過了同期原油生產的增長速度，導致我們石油進口量逐年俱增，且已經超過了自產量。而我國是個富煤貧油的國家，充分利用豐富的煤炭資源，發展煤炭直接液化等先進的清潔煤技術是減少對國外原油過度依賴，緩解我國石油資源短缺、石油產品供需緊張狀況的重要途徑之一，同時也是提高我們煤炭資源利用率，減輕燃煤汙染，促進能源、經濟、環境協調發展的重要舉措。
[0003]煤炭直接液化是將煤通過高溫、高壓，在催化劑作用下加氫直接轉化成清潔的運輸燃料(石腦油、柴油等)或化工原料的一種先進的潔淨煤技術。煤直接液化的過程一般是將煤預先粉至0.15mm以下的粒度，再與溶劑配成煤漿，並在一定溫度(約450°C)和高壓下加氫，使煤中的大分子裂解加氫成較小分子的過程。液化過程中除了得到需要的液化產品以外，還副產一些烴類分子、COx等氣體、工藝水和固液分離過程產生的液化殘留物(又稱煤液化殘渣)。液化殘渣一般約佔進煤量的30%左右。煤液化殘渣的利用對液化過程的效率和整個液化廠的經濟性和環境保護等均有不可低估的影響。研究煤直接液化殘渣的高效、可行的綜合利用方法，提取出有價值的產品對提高直接液化過程的經濟效益具有重要的現實意義。
[0004]煤直接液化殘渣主要由無機質和有機質兩部分組成，有機質包括液化重油、浙青類物質和未轉化的煤，無機類物質(通常稱為灰分)包括煤中的礦物質和外加的催化劑。有機類物質中的液化重油和浙青類物質約佔殘渣量的50%，未轉化煤約佔殘渣量的30%，灰分佔20%左右。因此，將液化殘渣中約`佔50%的浙青類物質和重質油分離出來進行綜合開發利用，從中提取或製備出更有價值的產品是可行的。
[0005]當今對煤液化殘渣的利用主要是一些傳統的方法，如燃燒、焦化制油以及氣化制氫等。作為燃料直接在鍋爐或窯爐中燃燒，無疑將影響煤液化的經濟性，而且液化殘渣中較高的硫含量將帶來環境方面的問題。焦化制油雖然增加了煤液化工藝的液體油收率，但液化殘渣並不能得到最合理的利用，半焦和焦炭的利用途徑也不十分明確。將液化殘渣進行氣化制氫的方法是一種有效的大規模利用的途徑，但對殘渣中的浙青類物質和重質油的高附加值利用潛力未得到體現，而且殘渣中的灰分高達20%以上，這必將給氣化爐的排渣帶來很大影響。
[0006]專利ZL200510047800.X公開了一種以煤炭直接液化殘渣為原料等離子體製備納米炭材料的方法。專利ZL200610012547.9公開了一種將煤液化殘渣作為道路浙青改性劑的方法。ZL200910087907.5公開了一種利用煤直接液化殘渣製備浙青基碳纖維的方法。專利200910086158.4公開了一種以煤液化殘渣製備中間相浙青的方法。但上述方法均以煤液化殘渣中的浙青類物質為原料，沒有涉及到浙青的改性，而且殘渣中浙青類物質的抽提均以價格昂貴的純化學試劑為溶劑，成本相對比較高。
[0007]專利JP59084977公開了一種提取液化殘渣中有機質的方法，將抽提得到的有機質(包括重質液化油和浙青烯)全部進行二次加氫裂解，得到輕質石腦油，從而提高總體液化油的收率，但存在著由於浙青類物質的存在致使二次加氫催化劑非常容易積炭失活的問題。專利JP130412公開了一種從煤直接液化殘渣中分離出重質液化油和浙青類物質的方法，該方法將分離的重質液化油進行二次加氫裂解得到輕質液化油，而浙青類物質進入煤液化單元進行再液化反應。一方面，由於重質油品的餾分比較重，芳烴含量比較高，二次加氫裂解制輕質燃料反應比較劇烈，不僅要求進行深度加氫，導致氫耗量增加，而且容易造成催化劑因結焦而失活，從而對加氫裂解催化劑的性能提出了很高的要求，要求加氫裂解催化劑具有較強的活性、比較強的抗積炭能力。另一方面，分離出來的浙青類物質進行再液化時，其再液化效果並不好，而且還會造成在液化反應器中沉積、結焦等不良效果，因此該方法並不能實現浙青類物質的合理高效利用。
[0008]專利CN101885976A公開了一種從煤液化殘渣中提取浙青類物質和液化重油的方法，採用煤直接液化過程中自產的餾分油作為萃取溶劑，將浙青類物質和液化重質油一起萃取分離出來，再採用乾餾的方法，將浙青類物質和液化重質油分開，得到浙青中間相，液化重質油適度加氫後返回煤液化單元。液化重質油主要是大於350°C的餾分組成，與浙青類物質結合力比較強，採用高溫乾餾的方法分離時，會導致其結焦，而難於作為煤液化的循環溶劑使用。專利CN101962560A、CN101962561A公開了一種利用兩級萃取從煤液化殘渣中提取重質液化油和浙青類物質的方法，該方法以煤直接液化過程自身產生的兩個不同餾分段的油品為萃取溶劑，分別對液化殘渣進行兩級順序萃取，得到重質液化油和浙青類物質。
[0009]雖然上述所公開的方法中得到的重質液化油和浙青類物質均能用作搗固煉焦的粘結劑製備焦炭，但是其具有β_樹脂含量低、粘結性差的缺點，對提高焦炭強度效果不明顯。如專利CN101962560A、CN101962561A中採用了兩級萃取加兩次兩級固液分離工藝，使得流程比較複雜，並且原料萃取溶劑來源單一且價格較高，產品收率較低，成本較高，得到的浙青類物質的β_樹脂含量低，粘結性較差`，用於搗固煉焦的粘結劑製備焦炭時，並未使焦炭的機械強度得到明顯提高，因此，該產品的開發適用性不強，不適合作為搗固煉焦的粘結劑。
【發明內容】
[0010]本發明旨在提供一種利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法，該方法將得到的中間產物煤液化改性浙青應用到搗固煉焦中製備焦炭，節省了資源，實現了煤液化殘渣中浙青類物質的高附加值利用。
[0011]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法，包括以下步驟:S1、將煤直接液化殘渣依次進行一次熱溶萃取、一次固液分離以及聚合改性，得到煤液化改性浙青；S2、將煤液化改性浙青與煉焦用洗精煤混合，粉碎，搗固壓餅，得到煤餅；以及S3、將煤餅送至煉焦爐中在隔絕空氣下加熱並保溫，然後經冷卻和篩分處理，得到焦炭。
[0012]進一步地，製備煤液化改性浙青的步驟包括:S11、將煤直接液化殘渣與萃取溶劑混合，攪拌，熱溶萃取，得到熱溶萃取混合物；S12、將熱溶萃取混合物進行固液分離，得到萃取液和萃餘物；S13、將萃取液進行溶劑回收，得到萃取物；以及S14、對萃取物進行聚合改性，得到煤液化改性浙青。
[0013]進一步地，步驟Sll包括:將煤直接液化殘渣與萃取溶劑按照質量比1:1?10混合，得到混合液；以及向混合液中通入N2,並在0.15?0.3MPa下以10°C?30°C /h將所述混合液升溫至150°C?200°C，恆溫攪拌，熱溶萃取，得到熱溶萃取混合物；熱溶萃取的時間為27?50min，恆溫攪拌的速率為50?300r/min。
[0014]進一步地，煤液化改性浙青中的揮發分含量為35?46wt%，β -樹脂含量為18?29.05wt%,軟化點為 95 ?150。。。
[0015]進一步地，步驟S2中煤液化改性浙青與煉焦用洗精煤的質量比為I?10:99?90 ;步驟S3中的加熱溫度為95 0°C?1050°C，保溫時間為8?16小時。
[0016]進一步地，萃取溶劑為四氫呋喃、糠醛、N-甲基吡咯烷酮、喹啉、煤液化中油和煤焦油餾分油中的一種或多種。
[0017]進一步地，固液分離選自熱壓過濾、真空熱抽濾、旋流分離、重力沉降分離和蒸餾分離中的一種。
[0018]進一步地，當固液分離採用熱壓過濾時，其中，熱壓過濾的溫度為120°C?250°C，優選為150°C?200°C ;熱壓過濾的壓力為1.9KPa?1.0MPa，優選為0.3MPa?L OMPa0
[0019]進一步地，當固液分離採用旋流分離時，其中，旋流分離的溫度為50°C?250°C，入口壓力為0.2MPa?0.6MPa。
[0020]進一步地，聚合改性選自真空閃蒸聚合、常壓熱聚合和加壓熱聚合中的一種。
[0021]應用本發明的技術方案，通過將煤直接液化殘渣經一次熱熔萃取、一次固液分離及聚合改性就能得到β -樹脂含量和軟化點較高、揮發分較低、粘結性較好且能滿足搗固煉焦要求的煤液化改性浙青，將該煤液化改性浙青應用到搗固煉焦工藝中，得到了各項指標均達國家一級冶金焦標準的焦炭，且合格產品收率高達82%以上。該方法不僅工藝簡單，成本低，得到的中間產物煤液化改性浙青的開發實用性較強，適合作為搗固煉焦的粘結劑原料，實現了煤液化殘渣的合理利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了根據本發明一種典型實施例的利用煤直接液化殘渣製備焦炭的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0024]需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
[0025]為了解決煤液化殘渣中浙青類物質的高附加值利用問題，本發明提供了一種利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法，如圖1所示，包括以下步驟:S1、將煤直接液化殘渣依次進行一次熱溶萃取、一次固液分離以及聚合改性，得到煤液化改性浙青；S2、將煤液化改性浙青與煉焦用洗精煤混合，粉碎，搗固壓餅，得到煤餅；將煤餅送至煉焦爐中在隔絕空氣下加熱並保溫，然後經冷卻和篩分處理，得到焦炭。
[0026]通過將煤直接液化殘渣經一次熱熔萃取、一次固液分離及聚合改性就能得到β -樹脂含量和軟化點較高、揮發分較低、粘結性較好且能滿足搗固煉焦要求的煤液化改性浙青，將該煤液化改性浙青應用到搗固煉焦工藝中，得到了各項指標均達國家一級冶金焦標準的焦炭，且合格產品收率高達82%以上。該方法不僅工藝簡單，成本低，得到的中間產物煤液化改性浙青的開發實用性較強，適合作為搗固煉焦的粘結劑原料，實現了煤液化殘洛的合理利用。
[0027]根據本發明的一種典型實施方式，製備煤液化改性浙青的步驟包括:S11、將煤直接液化殘渣與萃取溶劑混合，攪拌，熱溶萃取，得到熱溶萃取混合物；S12、將熱溶萃取混合物進行固液分離，得到萃取液和萃餘物；S13、將萃取液進行溶劑回收，得到萃取物；以及
S14、對萃取物進行聚合改性，得到煤液化改性浙青。
[0028]為了對製備熱熔萃取混合物的工藝進行優化，優選地，步驟Sll包括:將煤直接液化殘渣與萃取溶劑按照質量比1:1?10混合，得到混合液；以及S12、向混合液中通入N2,並在0.15?0.3MPa下以10°C?30°C /h將混合液升溫至150°C?200°C，恆溫攪拌，熱溶萃取，得到熱溶萃取混合物；其中熱溶萃取的時間為27?50min，恆溫攪拌的速率為50?300r/min。本發明將煤直接液化殘渣與萃取溶劑按照質量比1:1?10混合可以保證萃取的效果和溶劑回收率，如果煤直接液化殘渣與萃取溶劑的質量比高於1: 1，則可能會出現萃取溶劑不能夠完全將煤直接液化殘渣溶解的情況，導致萃取不夠徹底；如果煤直接液化殘渣與萃取溶劑的質量比低於1:10，則會造成萃取溶劑浪費，增加後續萃取溶劑的回收成本。向混合液中通入N2可以先排除反應器如攪拌釜中的空氣，使得反應在無氧的條件下進行。
[0029]根據本發明的一種優選實施方式，在步驟S2中煤液化改性浙青與煉焦用洗精煤的質量比為I?10:99?90 ;步驟S`3中的加熱溫度為950°C?1050°C，保溫時間為8?16小時。
[0030]優選地，在上述製備工藝中所採用的萃取溶劑為四氫呋喃、糠醛、N-甲基吡咯烷酮、喹啉、煤液化中油和煤焦油餾分油中的一種或多種。本發明優選但並不局限於上述萃取溶劑，採用上述萃取溶劑具有萃取率高、易於回收等優勢。
[0031]本發明僅採用一級熱熔萃取、一級固液分離和聚合改性就能夠得到符合搗固煉焦用的煤液化改性浙青。其中固液分離的方式包括熱壓過濾、真空熱抽濾、旋流分離、重力沉降分離和蒸餾分離，本發明優選但並不局限於上述所列出的固液分離方式，只要能夠將固液充分分離並達到所需效果即可。當採用熱壓過濾的方式進行固液分離時，熱壓過濾的溫度為120°C?250°C，優選為150°C?200°C ;熱壓過濾的壓力為1.9KPa?1.0MPa，優選為0.3MPa?1.0MPa0採用上述溫度和壓力範圍內進行熱壓過濾，能夠較大程度地將固液進行分離。除了熱壓過濾外，當固液分離採用旋流分離時，旋流分離的溫度為50°C?250V，入口壓力為 0.2MPa ?0.6MPa。
[0032]本發明經固液分離後得到的萃餘物中的固含量均為50?90wt%，也就是說萃餘物中的溶劑含量為10?50wt%。由於固體萃取物中的溶劑含量較高，為了對萃取溶劑進行充分循環利用以降低成本，根據本發明的一種典型實施方式，還包括對萃餘物進行汽提並回收萃取溶劑的步驟，其中，經汽提步驟得到的汽提萃餘物進行氣化或燃燒處理，或者作為透水磚的原料；以及經汽提步驟得到的液體部分進行油水分離，將經油水分離步驟得到的萃取溶劑返回熱溶萃取步驟循環利用。經汽提後的固體萃取物中的固含量>90wt%，萃取溶劑含量小於5wt%。
[0033]為了節約資源，還包括將溶劑回收步驟得到的萃取溶劑返回熱溶萃取步驟進行循環利用的過程，其中採用常壓蒸餾、減壓蒸餾和蒸發的方式對萃取液進行溶劑回收。
[0034]固液分離後得到的萃取液經溶劑回收步驟，得到了灰分含量為0.5?5wt%，揮發分為30?60wt%且β -樹脂含量為7.85?10.05wt%的萃取物浙青類物質，將上述成分的浙青類物質經聚合改性後，得到了揮發分含量為35?46wt%，β_樹脂含量為18?29.05wt%、軟化點為95?150°C的煤液化改性浙青，可見其β -樹脂含量和軟化點高、揮發分含量較低，作為搗固煉焦的粘結劑原料時粘結性較好，可以作為原料製備出各項指標均達國家一級冶金焦標準的焦炭，且合格產品收率高達82%以上，是一種在配煤搗固煉焦的理想原料。其中聚合改性選自真空閃蒸聚合、常壓熱聚合和加壓熱聚合中的一種。
[0035]下面結合具體實施例進一步說明本發明的有益效果:
[0036]實施例1
[0037]I)將300kg煤 直接液化殘渣與750kg萘油(餾程為160?260°C )加入至攪拌釜中，以60r/min的速率攪拌，得到混合液，向攪拌釜中充N2至攪拌釜內的壓力至0.2MPa，以每小時10°C的速率將混合液升溫至150°C後，以300r/min恆溫攪拌，熱溶萃取30min，得到熱溶萃取混合物。
[0038]2)採用熱壓過濾方式對熱溶萃取混合物進行固液分離。其中過濾溫度為250°C，過濾壓力為2.0MPa,過濾器的濾芯孔徑尺寸為50 μ m。經一級過濾後，收集到867kg的萃取液和180kg的萃餘物。
[0039]3)將萃取液送入減壓蒸餾塔進行溶劑回收，塔頂回收120?210°C的萃取溶劑循環利用，塔底收集到灰分為0.35wt%的萃取物，其喹啉不溶物為0.72wt%, β -樹脂含量
9.33wt%，揮發分為56%，軟化點為85°C，硫含量為0.03%。
[0040]4)將上述萃取物浙青通過常壓熱聚合改性，得到煤液化改性浙青，其中β -樹脂含量18wt%，揮發分為46%，灰分含量為0.2wt%，軟化點為95°C。
[0041]5)將固體萃餘物送入至汽提單元，液體部分經油水分離後，得到31.7kg的萃取溶齊U，可循環利用，得到146.6kg固體可配煤燃燒或氣化。
[0042]6)將煤液化改性浙青與1/3焦煤、青海煤按照質量比1:55:44的比例混成配合煤。將配合煤破碎，搗固成高寬比為9.6:1的煤餅後，送至5m的煉焦爐中，在隔絕空氣的情況下加熱至1050°C保溫8小時，進行煉焦，焦炭成熟、冷卻後，進行篩分，> 40mm焦炭產量的佔焦炭總產量的82%以上。焦炭各項指標均達國家一級冶金焦標準。
[0043]實施例2
[0044]I)將300kg煤直接液化殘渣與3000kg煤液化中油(懼程為150?310°C )加入至攪拌釜中，以75r/min的速率攪拌，向攪拌釜中充N2至攪拌釜內的壓力至0.3MPa，以每小時30°C的速率升溫至170°C後，恆溫攪拌，熱熔萃取45min，恆溫攪拌的速率為50r/min，得到熱溶萃取混合物。
[0045]2)採用熱壓過濾方式對熱溶萃取混合物進行固液分離。其中過濾溫度為120°C，過濾壓力為0.4MPa，過濾器的濾芯孔徑尺寸為40 μ m。經過濾後，收集到萃取液和萃餘物。[0046]3)將萃取液送入減壓蒸餾塔進行溶劑回收，塔頂回收120-210°C的萃取溶劑循環利用，塔底收集到灰分為1.6wt%的萃取物，其喹啉不溶物為1.5wt%,灰分含量為
0.85wt%，揮發分為55%，β -樹脂含量8.21wt%，軟化點為105°C，硫含量為0.023%。[0047]4)將上述萃取物浙青通過常壓熱聚合改性，得到煤液化改性浙青，其中β -樹脂含量29.05wt%，揮發分為39%，軟化點為135°C。javascript:addCharactor('%E2%89%A5');[0048]5)將固體萃餘物送入至汽提單元，液體部分經油水分離後，得到萃取溶劑，可循環利用，得到固體可配煤燃燒或氣化。
[0049]6)將煤液化改性浙青與1/3焦煤、青海煤、寧煤3灰煤按照質量比3:54:25:18的比例混成配合煤。將配合煤破碎，搗固成高寬比為10.74:1或11.93:1的煤餅後，送至5.5m的煉焦爐中，在隔絕空氣的情況下加熱至950°C保溫16小時，進行煉焦，焦炭成熟、冷卻後，進行篩分， 40mm焦炭產量的佔焦炭總產量的86%以上。焦炭各項指標均達國家一級冶金焦標準。實施例3
[0050]I)將200kg煤直接液化殘渣與800kg蒽油(餾程為220-405°C )加入至攪拌釜中，以85r/min的速率攪拌，向攪拌釜中充N2至攪拌釜內的壓力至0.15MPa，以每小時12.5°C的速率升溫至200°C後，恆溫攪拌，熱熔萃取27min，恆溫攪拌的速率為175r/min，得到熱溶萃取混合物。
[0051]2)採用熱壓過濾對熱溶萃取混合物進行固液分離。其中過濾溫度為300°C，過濾壓力為2.9KPa，濾芯孔徑尺寸為30m。經過濾後，收集到145kg固體萃餘物和849kg的萃取液。
[0052]3)將萃取液送入減壓蒸餾塔進行溶劑回收，塔頂和塔側回收萃取溶劑循環利用，塔底分別收集到灰分為1.2wt%萃取物，其喹啉不溶物為3.25wt%,揮發分為50wt%，β -樹脂含量為8.01%，硫含量為0.02%。
[0053]4)將上述萃取物浙青通過常壓熱聚合改性，得到煤液化改性浙青，其中β -樹脂含量26.70wt%，揮發分為37%，軟化點為145°C。
[0054]5)將固體萃餘物送入至汽提單元，液體部分經油水分離後，得到19.7kg的萃取溶齊U，可循環利用，得到124.3kg固體可配煤燃燒或氣化。
[0055]6)將煤液化改性浙青與與1/3焦煤、青海煤、寧煤3灰煤按照質量比4:51:28:17混成配煤，再將配合煤破碎，搗固成高寬比為12.76:1的煤餅後，送至6.25m的煉焦爐中，在隔絕空氣的情況下加熱至100(TC保溫12小時進行煉焦，焦炭成熟、冷卻後，進行篩分，≥ 40mm焦炭產量的佔焦炭總產量的89%以上。焦炭各項指標均達國家一級冶金焦標準。
[0056]實施例4
[0057]I)將350kg煤直接液化殘渣與IOOOkg煤焦油餾分油(懼程為200-260°C )加入至攪拌釜中，以55r/min的速率攪拌，向攪拌釜中充N2至攪拌釜內的壓力至0.15MPa，以每小時20°C的速率升溫至180°C後，以175r/min恆溫攪拌，熱熔萃取30min，得到熱溶萃取混合物。
[0058]2)採用旋流分離熱溶萃取混合物，分離溫度為250°C，壓力為0.6MPa。經過旋流分離後，收集到303kg底流濃液，1039kg頂流清液，將濾液送入減壓蒸餾塔，塔頂回收萃取溶劑循環利用，塔底分別收集到灰分為4.9wt%萃取物，其喹啉不溶物為2.57%，揮發分為52%，β -樹脂含量為9.01%，硫含量為0.04%。[0059]4)將上述萃取物浙青通過常壓熱聚合改性，得到煤液化改性浙青，其中β -樹脂含量29.05wt%，揮發分為38%，軟化點為150°C。
[0060]5)將固體萃餘物送入至汽提單元，液體部分經油水分離後，得到132kg的萃取溶齊U，可循環利用，得到173.6kg固體可配煤燃燒或氣化。
[0061]6)將煤液化改性浙青與1/3焦煤、青海煤、寧煤3灰煤按照質量比10:44:30:16混成配煤，再將配合煤破碎，搗固成高寬比為12.76:1的煤餅後，送至6.25m的煉焦爐中，在隔絕空氣的情況下加熱至1000°C保溫10小時進行煉焦，焦炭成熟、冷卻後，進行篩分， 40mm焦炭產量的佔焦炭總產量的83%以上。焦炭各項指標均達國家一級冶金焦標準。
[0062]可見，通過將煤直接液化殘渣經一次熱熔萃取、一次固液分離及聚合改性就能得到β -樹脂含量和軟化點較高、揮發分較低、粘結性較好且能滿足搗固煉焦要求的煤液化改性浙青，將該煤液化改性浙青應用到搗固煉焦工藝中，得到了各項指標均達國家一級冶金焦標準的焦炭，且合格產品收率高達82%以上。該方法不僅工藝簡單，成本低，得到的中間產物煤液化改性浙青的開發實用性較強，適合作為搗固煉焦的粘結劑原料，實現了煤液化殘洛的合理利用。`
[0063]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種利用煤直接液化殘渣製備焦炭的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 51、將所述煤直接液化殘渣依次進行一次熱溶萃取、一次固液分離以及聚合改性，得到煤液化改性浙青； 52、將所述煤液化改性浙青與煉焦用洗精煤混合，粉碎，搗固壓餅，得到煤餅；以及 53、將所述煤餅送至煉焦爐中在隔絕空氣下加熱並保溫，然後經冷卻和篩分處理，得到焦炭。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，製備所述煤液化改性浙青的步驟包括: 511、將所述煤直接液化殘渣與萃取溶劑混合，攪拌，熱溶萃取，得到熱溶萃取混合物； 512、將所述熱溶萃取混合物進行固液分離，得到萃取液和萃餘物； 513、將所述萃取液進行溶劑回收，得到萃取物；以及 514、對所述萃取物進行聚合改性，得到煤液化改性浙青。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟Sll包括: 將所述煤直接液化殘渣與所述萃取溶劑按照質量比1:1?10混合，得到混合液；以及 向所述混合液中通入N2,並在0.15?0.3MPa下以10°C?30°C /h將所述混合液升溫至150°C?20(TC，恆溫攪拌，熱溶萃取，得到所述熱溶萃取混合物； 所述熱溶萃取的時間為27?50min,所述恆溫攪拌的速率為50?300r/min。
4.根據權利要求 1所述的方法，其特徵在於， 所述煤液化改性浙青中的揮發分含量為35?46wt%，β -樹脂含量為18?29.05wt%,軟化點為95?150°C。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2中所述煤液化改性浙青與所述煉焦用洗精煤的質量比為I?10:99?90 ;所述步驟S3中的加熱溫度為950°C?1050°C，保溫時間為8?16小時。
6.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述萃取溶劑為四氫呋喃、糠醛、N-甲基吡咯烷酮、喹啉、煤液化中油和煤焦油餾分油中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述固液分離選自熱壓過濾、真空熱抽濾、旋流分離、重力沉降分離和蒸餾分離中的一種。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，當所述固液分離採用熱壓過濾時，其中， 所述熱壓過濾的溫度為120°C?250°C，優選為150°C?200°C ； 所述熱壓過濾的壓力為2.9KPa?2.0MPa，優選為0.3MPa?1.0MPa0
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，當所述固液分離採用旋流分離時，其中， 所述旋流分離的溫度為50°C?250°C，入口壓力為0.2MPa?0.6MPa。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述聚合改性選自真空閃蒸聚合、常壓熱聚合和加壓熱聚合中的一種。
【文檔編號】C10B53/08GK103436280SQ201310412194
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】李克健, 武振林, 吳秀章, 章序文, 郭亮東, 李月馨, 劉雲廷, 程時富 申請人:神華集團有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司上海研究院, 神華烏海能源有限責任公司