煤催化氣化反應料及其製備方法和應用的製作方法

2023-05-05 22:07:51 1

煤催化氣化反應料及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種煤催化氣化反應料及其製備方法，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑範圍小於2mm的第一部分，和粒徑範圍在2mm以上的第二部分，且相對於同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少於所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。本發明提供了本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。採用本發明的煤催化氣化反應料，能夠有效提高粗煤粉的氣化活性，並且能夠減少由於細煤粉的帶出導致的煤催化氣化催化劑的流失，由此整體提高了煤氣化的效率。
【專利說明】煤催化氣化反應料及其製備方法和應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種煤催化氣化反應料及其製備方法，以及本發明的煤催化氣化反應 料在煤催化氣化中的應用。

【背景技術】
[0002] 我國的煤資源豐富，分布也十分廣泛。低階煤尤其是煙煤和褐煤的比例很高，具有 揮發份高和反應活性高的特點，適於作為煤化工原料。
[0003] 據報導，我國的煙煤儲量中，40%以上具有灰含量高和灰熔點高的特點，簡稱"雙 高煤"，這些煤的灰熔點一般在1400°C以上，有些甚至高於1580°C，而且原煤的灰含量高達 30-40重量％以上，即使洗後，灰含量也高達15重量％左右，因此給這些煤的氣化應用帶來 了一些技術難題。
[0004] 根據文獻報導，現有的先進的粉煤氣化技術和水煤漿氣化技術，均要求灰熔點在 1400°C以下，並且隨著灰含量提高，系統經濟性大幅度降低，所以一般操作要求灰含量在 10-15重量％以下。固定床氣化技術對煤種的適應性強，但是在技術上對煤的塊度要求高。 流化床氣化技術對粉煤、高灰煤和高灰熔點煤的技術適應性好，操作經濟性相對較好。
[0005] 煤催化氣化技術一般將一定粒度組成的碎煤浸漬催化劑，經乾燥過程控制一定的 水含量，通過物料輸送系統送至反應器內，在比溫度低得多的工藝條件下實現煤的氣化、甲 烷化和熱量耦合，不僅富產大量甲烷氣，而且系統能效和冷煤氣效率均較傳統煤氣化工藝 高。尤其對於煤制天然氣生產裝置，還可大幅降低過剩合成氣甲烷化反應的裝置投資與操 作成本。
[0006] 煤催化氣化技術雖然具有上述技術優勢，但是，現有的催化氣化技術對煤粉有 一定的上限要求，一般煤粉的粒徑範圍一般在l〇mm以下或5mm以下，即煤粉粒徑範圍在 0-10mm或0-5mm之間不等，而在催化劑浸漬過程中，由於在相同浸漬條件下，細顆粒煤粉的 催化劑負載量高，而粗顆粒煤粉的催化劑負載量低，由此使得由於粗煤粉上負載的催化劑 量低導致降低了粗顆粒煤粉的氣化活性，並且由於細煤粉在煤催化氣化過程中容易帶出， 使得細煤粉上負載的催化劑被帶出，由此增加了由於細煤粉的帶出導致的催化劑的流失。


【發明內容】

[0007] 本發明的目的在於針對現有技術的上述技術缺陷，提供一種能夠有效提高粗煤粉 的氣化活性且能夠降低由於細煤粉的帶出導致的催化劑的流失的煤催化氣化反應料及其 製備方法和應用。
[0008] 本發明的發明人在研究過程中發現，現有的催化氣化技術對煤粉的粒徑有一定的 上限要求，但沒有考慮到在催化劑浸漬過程中，由於在相同浸漬條件下，細顆粒煤粉的催化 劑負載量高，而粗顆粒煤粉的催化劑負載量低，由此降低了粗顆粒煤粉的氣化活性，並且由 於細煤粉在煤催化氣化過程中容易帶出，而由於細煤粉的帶出將導致煤催化氣化催化劑的 大量流失。
[0009] 基於上述缺陷，本發明的發明人提出，根據煤粉的粒徑分級浸漬，即可以根據不同 粒徑能夠負載的催化劑量以及氣化所需的催化劑量按需負載，例如可以將煤粉篩分成粗煤 粉和細煤粉兩部分，然後分別浸漬，控制浸漬的條件(例如可以採取粗煤粉採用高濃度催化 劑溶液浸漬，細煤粉採用稀濃度催化劑溶液浸漬等手段實現）使得細顆粒煤粉的催化劑負 載量相對較低，而粗顆粒煤粉的催化劑負載量相對較高，通過這樣將煤粉分粒徑負載催化 劑有利於提高煤催化氣化催化劑的有效負載量和粗煤粉的氣化活性，從而能夠整體提高煤 炭氣化的效率。
[0010] 且本發明的發明人發現2mm的煤粉為主要分界點，一般粒徑小於2mm的煤粉由於 比表面積大，所以導致在相同的條件下，負載的煤催化氣化催化劑的量大，並且容易被帶 出，且一般其氣化所需的煤催化氣化催化劑的量小於其所負載的量，而粒徑在2mm以上的 煤粉由於比表面積小，所以導致在相同的負載條件下，負載的煤催化氣化催化劑的量小，且 一般其氣化所需的煤催化氣化催化劑的量高於其所負載的量。基於前述發現，完成了本發 明。
[0011] 為實現前述目的，根據本發明的第一方面，本發明提供了一種煤催化氣化反應料， 該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉 包括粒徑範圍小於2mm的第一部分，和粒徑範圍在2mm以上的第二部分，且相對於同樣質量 單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少於所述第一部分煤粉 上負載的煤催化氣化催化劑的量。
[0012] 根據本發明的第二方面，本發明提供了一種煤催化氣化反應料的製備方法，其中， 該方法包括：將粒徑範圍小於2_的第一部分煤粉和粒徑範圍在2_以上的第二部分煤粉 各自與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對於同樣質量 單位的煤粉，第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少於第一部分煤粉上浸漬的 煤催化氣化催化劑的量。
[0013] 根據本發明的第三方面，本發明提供了一種按照本發明的製備方法製備得到的煤 催化氣化反應料。
[0014] 根據本發明的第四方面，本發明提供了本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化 中的應用。
[0015] 採用本發明的煤催化氣化反應料，能夠有效提高粗煤粉的氣化活性，並且能夠減 少由於細煤粉的帶出導致的煤催化氣化催化劑的流失，由此整體提高了煤炭氣化的效率。
[0016] 本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0017] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0018] 本發明提供了一種煤催化氣化反應料，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所 述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑範圍小於2_的第一部分，和粒徑 範圍在2mm以上的第二部分，且相對於同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的 煤催化氣化催化劑的量不少於所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。
[0019] 根據本發明的煤催化氣化反應料，按照本發明的前述技術方案能夠很好的實現本 發明的目的，針對本發明，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選相對於同樣質量單 位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負載 的煤催化氣化催化劑的量多0. 4-20質量％，更優選多1-10質量％。
[0020] 根據本發明的煤催化氣化反應料，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選 以煤粉的重量為基準，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％， 更優選為10-25質量％ ;所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為1-20質量％， 更優選為5-15質量％。
[0021] 根據本發明的煤催化氣化反應料，所述煤催化氣化催化劑的種類可以為常規選 擇，針對本發明，優選所述煤催化氣化催化劑為鹼金屬化合物，優選為鹼金屬鹽、鹼金屬的 氧化物和鹼金屬氫氧化物中的一種或多種，更優選為鉀鹽、鈉鹽、鉀的氫氧化物、鈉的氫氧 化物、鉀的氧化物和鈉的氧化物中的一種或多種，特別優選為碳酸鉀、氫氧化鉀、氧化鉀、碳 酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種。本發明具體實施例中使用的煤催化氣化催化劑 為碳酸鉀。
[0022] 根據本發明的煤催化氣化反應料，所述煤粉的粒徑可以為常規選擇，例如可以為 粒徑在10mm以下的煤粉（即篩分上限為10mm)，也可以為粒徑在5mm以下的煤粉（即篩分上 限為5mm)，針對本發明優選所述煤粉的粒徑在5mm以下。
[0023] 本發明中，粒徑範圍按國家標準GB/T6003. 1-1997進行篩分得到。
[0024] 根據本發明的煤催化氣化反應料，當所述煤粉的粒徑在5_以下時，本發明的所 述第一部分為粒徑小於2_的煤粉，而第二部分為粒徑在5_以下，即第二部分為2-5_(包 括端值2mm和5mm)的煤粉。
[0025] 根據本發明的煤催化氣化反應料，所述煤粉的種類可以為常規選擇，針對本發明， 優選所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種，即所述第一部分煤粉和第二 部分各自選自為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種，可以相同也可以不相同。
[0026] 本發明中所述煤催化氣化反應料的製備方法不受限制，例如可以採用本發明如下 描述的製備方法製備得到。
[0027] 本發明提供了一種煤催化氣化反應料的製備方法，其中，該方法包括：
[0028] 將粒徑範圍小於2mm的第一部分煤粉和粒徑範圍在2mm以上的第二部分煤粉各自 與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對於同樣質量單位 的煤粉，第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少於第一部分煤粉上浸漬的煤催 化氣化催化劑的量。
[0029] 根據本發明的製備方法，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選相對於同 樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上 浸漬的煤催化氣化催化劑的量多〇. 4-20質量％，更優選多1-10質量％。
[0030] 根據本發明的製備方法，為了進一步提高煤催化氣化的整體效率，優選所述第二 部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％的煤粉，更優選為10-25質量％的 煤粉；所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為1-20質量％的煤粉，更優選為 5-15質量％的煤粉。
[0031] 本發明中浸漬的煤催化氣化催化劑的量指的是煤催化氣化催化劑的量與煤粉的 質量比，其與最終負載的催化劑的量相當。
[0032] 根據本發明的製備方法，優選所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤粉浸 漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質量％，更優選為10-25質量％ ;所述 與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質量％，更優選為 5-15質量％。
[0033] 根據本發明的方法，與第一部分煤粉和第二部分煤粉浸漬接觸的方法可以各自為 等體積浸漬法、過量浸漬法或多次浸漬法，只要浸漬後能夠滿足本發明的要求即可，在此不 詳細描述。所述浸漬接觸的條件只要滿足使得達到本發明的要求即可，例如對於同樣質量 單位的煤粉，可以採用高濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第二部分粒徑大的煤 粉，而採用低濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第一部分粒徑小的煤粉；即可以使 與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度高於與第一部分煤粉浸 漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度，其中，優選對於同樣質量單位的煤粉所述 與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度高於與第一部分煤粉浸 漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度〇. 4-30質量％，優選高1-15質量％。除了採 用高濃度浸漬第二部分粒徑大的煤粉，採用低濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第 一部分粒徑小的煤粉的實施方式外，也可以採用相同濃度不同體積的浸漬以使得第二部分 煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多， 例如多0. 4-20質量％，更優選多1-10質量％。除了前述描述的實施方式，其餘能夠滿足本 發明要求的實施方式均可用於本發明。
[0034] 根據本發明的一種實施方式，優選所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤 粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質量％，更優選為10-25質量％ ; 所述與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質量％，更優 選為5-15質量％。
[0035] 根據本發明的製備方法，所述煤催化氣化催化劑的種類在前述已經描述，在此不 詳細描述。
[0036] 根據本發明的製備方法，所述含有煤催化氣化催化劑的溶液的種類為常規選擇， 一般溶液的溶劑基本為水，也可依據需要加入其他助溶劑，對此本領域技術人員均能知悉， 在此不再贅述。
[0037] 根據本發明的製備方法，優選所述第二部分為粒徑在5_以下的煤粉，即第二部 分為2_5mm (包括端值2mm和5mm)的煤粉。
[0038] 根據本發明的製備方法，所述第一部分煤粉和第二部分煤粉的種類可以為常規選 擇，例如可以各自為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
[0039] 根據本發明的製備方法，當所述第一部分煤粉和第二部分煤粉為相同種類時，所 述第一部分煤粉和第二部分煤粉可以通過將煤粉進行篩分得到。為了便於實施，本發明的 實施例中第一部分煤粉和第二部分煤粉的種類相同。
[0040] 根據本發明的製備方法，優選本發明的方法還包括：將浸漬接觸後得到的兩部分 混合物混合或不混合後進行乾燥，滿足前述浸漬要求時，同樣能夠使得乾燥後的第二部分 煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量不少於第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的 量；更優選乾燥後，相對於同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催 化劑的量比第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量多0. 4-20質量％，更優選多1-10 質量％。
[0041] 根據本發明的製備方法，若不將浸漬接觸後得到的兩部分混合物混合而直接各自 乾燥，則在後續應用過程中將兩部分混合後使用即可。
[0042] 本發明提供了按照本發明的製備方法製備得到的煤催化氣化反應料。
[0043] 本發明提供了本發明的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。
[0044] 以上是本發明的各方面的具體詳述，下面將參照說明性而非限制性的實施例對本 發明進行舉例說明。實施例中僅以不連溝煤為例作為煤粉原料，但是應該了解的是，其餘煤 粉均可用於本發明。
[0045] 本發明中，煤催化氣化催化劑負載量是指煤粉中煤催化氣化催化劑的質量與煤粉 的質量的百分比。煤催化氣化催化劑負載量=煤催化氣化催化劑的質量/煤粉質量X100%。
[0046] 本發明實施例和對比例中煤催化氣化催化劑碳酸鉀的負載量按如下方法測定得 到：
[0047] 採用酸溶法測定煤催化氣化反應料中煤催化氣化催化劑碳酸鉀的量，具體操作如 下：準確稱取〇. 2g左右的煤催化氣化反應料樣品置於聚四氟乙烯坩堝中；用2ml去離子水 潤溼後加入2ml高氯酸、10ml氫氟酸，置於電熱板上緩緩加熱，蒸至白煙基本冒盡，取下坩 堝，稍冷，加入鹽酸l〇ml後放在電熱板上加熱至近沸並保持2min後取下坩禍；冷至室溫後 用熱水將坩堝中的試樣溶液通過墊有慢速濾紙的漏鬥轉入到250ml容量瓶中，用去離子水 反覆清洗坩堝和濾紙後，加水稀釋至刻度；然後用火焰光度計測定溶液中鉀離子濃度，計算 得到碳酸鉀含量。
[0048] 對比例1
[0049] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑範圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm範圍的煤粉佔25質量％，小於2mm的煤粉佔75 質量％);
[0050] 將l〇g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與100g的上述粒徑的 不連溝煙煤浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；將接觸後的混合物放 入烘箱中，於105°c烘乾得到負載碳酸鉀催化劑的煤催化氣化反應料，負載量見表1。
[0051] 取該煤催化氣化反應料l〇g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤比為 0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作為吹送 氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行組分分析，反 應結果見表1。
[0052] 另將該煤催化氣化反應料進行粒徑篩分，分別篩分出2_5mm範圍的煤催化氣化反 應料和小於2_的煤催化氣化反應料，採用前述酸溶法分別測定2-5_範圍的煤催化氣化 反應料和小於2_的煤催化氣化反應料中鉀含量，得到2-5_的煤催化氣化反應料中碳酸 鉀負載量為6. 5質量％，小於2mm的煤催化氣化反應料中碳酸鉀負載量為12. 7質量％。
[0053] 取2-5mm的煤催化氣化反應料10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水煤 比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流速 作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行組 分分析，反應結果見表1。
[0054] 取小於2mm的煤催化氣化反應料10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以60ml/min的流 速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行 組分分析，反應結果見表1。
[0055] 實施例1
[0056] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑範圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm範圍的煤粉佔25質量％，小於2mm的煤粉佔75 質量％);將其分為粒徑範圍小於2_的第一部分，以及粒徑範圍為2-5_的第二部分；然後 按如下方法進行浸漬接觸：
[0057] 將2. 5g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第 二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0058] 將6. 75g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小於2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0059] 將上述兩部分接觸後的混合物各自於105°C烘乾(各自的負載量見表1)，然後各 自等分為第一份和第二份。
[0060] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用 氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0061] 從第一份的小於2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣 以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並 用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0062] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小於2_的煤催化氣化反應料 機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行組分 分析，反應結果見表1。
[0063] 實施例2
[0064] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑範圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm範圍的煤粉佔25質量％，小於2mm的煤粉佔75 質量％);將其分為粒徑範圍小於2_的第一部分，以及粒徑範圍為2-5_的第二部分；然後 按如下方法進行浸漬接觸：
[0065] 將2. 5g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第 二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0066] 將3. 75g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小於2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0067] 將上述兩部分接觸後的混合物各自於105°C烘乾(各自的負載量見表1)，然後各 自等分為第一份和第二份。
[0068] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用 氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0069] 從第一份的小於2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣 以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並 用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0070] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小於2_的煤催化氣化反應料 機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行組分 分析，反應結果見表1。
[0071] 實施例3
[0072] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑範圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm範圍的煤粉佔25質量％，小於2mm的煤粉佔75 質量％);將其分為粒徑範圍小於2_的第一部分，以及粒徑範圍為2-5_的第二部分；然後 按如下方法進行浸漬接觸：
[0073] 將3. 75g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第 二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0074] 將3. 75g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小於2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0075] 將上述兩部分接觸後的混合物各自於105°C烘乾(各自的負載量見表1)，然後各 自等分為第一份和第二份。
[0076] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用 氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0077] 從第一份的小於2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣 以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並 用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0078] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小於2_的煤催化氣化反應料 機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行組分 分析，反應結果見表1。
[0079] 實施例4
[0080] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質量％)作為煤種，經過破碎到粒徑範圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm範圍的煤粉佔25質量％，小於2mm的煤粉佔75 質量％);將其分為粒徑範圍小於2mm的第一部分，以及粒徑範圍為2-5mm的第二部分；然後 按如下方法進行浸漬接觸：
[0081] 將5g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第二 部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0082] 將3. 75g碳酸鉀溶於50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小於2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻後靜置1小時得到接觸後的混合物；
[0083] 將上述兩部分接觸後的混合物各自於105°C烘乾(各自的負載量見表1)，然後各 自等分為第一份和第二份。
[0084] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣以 60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用 氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0085] 從第一份的小於2mm的煤催化氣化反應料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質量比率)，氮氣 以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並 用氣相色譜進行組分分析，反應結果見表1。
[0086] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應料和第二份的小於2_的煤催化氣化反應料 機械混合均勻，取其中的l〇g (負載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質量的比率)，氮氣以60ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應3個小時，中間每半小時拿氣袋收集氣體，並用氣相色譜進行組分 分析，反應結果見表1。
[0087] 表 1
[0088]

【權利要求】
1. 一種煤催化氣化反應料，該煤催化氣化反應料包括煤粉和負載在所述煤粉上的煤 催化氣化催化劑，其特徵在於，所述煤粉包括粒徑範圍小於2_的第一部分，和粒徑範圍在 2mm以上的第二部分，且相對於同樣質量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣 化催化劑的量不少於所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量。
2. 根據權利要求1所述的煤催化氣化反應料，其中，相對於同樣質量單位的煤粉，所述 第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化 催化劑的量多〇. 4-20質量％。
3. 根據權利要求2所述的煤催化氣化反應料，其中，相對於同樣質量單位的煤粉，所述 第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負載的煤催化氣化 催化劑的量多1-10質量％。
4. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，以煤粉的重量為基 準，所述第二部分煤粉上負載的煤催化氣化催化劑的量為5-30質量％，所述第一部分煤粉 上負載的煤催化氣化催化劑的量為1-20質量％。
5. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，所述煤催化氣化催 化劑為氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種。
6. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，所述第二部分煤粉 的粒徑為2mm-5mm。
7. 根據權利要求1-3中任意一項所述的煤催化氣化反應料，其中，所述煤粉為褐煤粉、 煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
8. -種煤催化氣化反應料的製備方法，其特徵在於，該方法包括： 將粒徑範圍小於2_的第一部分煤粉和粒徑範圍在2_以上的第二部分煤粉各自與含 有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對於同樣質量單位的煤 粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少於所述第一部分煤粉上浸漬的 煤催化氣化催化劑的量。
9. 根據權利要求8所述的製備方法，其中，相對於同樣質量單位的煤粉，所述第二部分 煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多 1-10質量％。
10. 根據權利要求8或9所述的製備方法，其中，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣 化催化劑的量為5-30質量％的煤粉，所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為 1-20質量％的煤粉。
11. 根據權利要求8或9所述的製備方法，其中，所述浸漬接觸的條件包括：所述與第 二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質量％，所述與第一部 分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質量％。
12. 根據權利要求11所述的製備方法，其中，所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部 分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為10-25質量％，所述與第一部分 煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-15質量％。
13. 根據權利要求8-12中任意一項所述的製備方法，其中，所述煤催化氣化催化劑為 氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種，所述含有煤催化氣 化催化劑的溶液中的溶劑含有水。
14. 根據權利要求8-12中任意一項所述的製備方法，其中，所述第二部分煤粉的粒徑 為 2mm-5mm〇
15. 根據權利要求8-12中任意一項所述的製備方法，其中，所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉 和無煙煤粉中的一種或多種。
16. 根據權利要求8-12中任意一項所述的製備方法，其中，該方法還包括：將浸漬接觸 後得到的兩部分混合物混合或不混合後進行乾燥。
17. 權利要求8-16中任意一項所述的製備方法製備得到的煤催化氣化反應料。
18. 權利要求1-7中任意一項所述的煤催化氣化反應料和權利要求8-16中任意一項所 述的製備方法製備得到的煤催化氣化反應料在煤催化氣化中的應用。
【文檔編號】C10J3/46GK104232237SQ201310226491
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2013年6月7日
【發明者】宋守強, 鄭巖, 於廣欣, 李克忠, 歐書能, 陳兆輝, 盛金鵬, 畢繼誠, 金陽, 張玉寶, 劉肅力, 鄭長波, 侯祥生 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油新能源投資有限責任公司, 新奧科技發展有限公司