一种重质焦油与细粉的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤催化气化技术领域，尤其涉及一种重质焦油与细粉的处理方法。
【背景技术】
[0002] 煤催化气化技术是指煤与气化剂(蒸汽、氧气等)在催化剂的催化作用下进行气化 反应生成高浓度的甲烷并副产焦油的技术，通常，在煤催化气化反应之前，将催化剂负载在 煤粉中以提高催化气化效果，在煤催化气化反应过程中，具体的，煤粉由进料口进入气化炉 中在气化剂的流化作用下发生热解反应生成粗煤气、轻质油品、重质焦油，并在热冲击作用 下崩溃为大量的细粉，其中，细粉在气化炉内的停留时间较短，还未接触高温即被粗煤气带 出气化炉，同时，粗煤气还会将高温挥发出的催化剂带出，所获得的细粉含有催化剂，处理 成本较高，利用难度较大;而气化炉中的部分催化剂、轻质油品和重质焦油冷凝之后获得水 上油品、中间水层以及水下油气三部分，其中，水上油品为轻质油品，能够直接应用于化工 产品，而水下油品为重质焦油，利用难度较大，且含有部分催化剂处理成本较高。
[0003] 因此，煤催化气化反应产生的大量细粉和重质焦油难以实现有效利用，成为制约 煤洁净高效利用的难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于，提供一种重质焦油与细粉的处理方法，能够将重质焦油 与细粉转化为轻质油品，从而为煤洁净高效利用创造了条件。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 本发明实施例提供一种重质焦油与细粉的处理方法，所述重质焦油与所述细粉均 含有催化剂，包括：
[0007] 步骤1)对所述重质焦油进行活化处理获得活化处理后的重质焦油，对所述细粉进 行活化处理获得活化处理后的细粉，所述活化处理后的重质焦油包含第一活性中间体，所 述活化处理后的细粉包含第二活性中间体；
[0008] 步骤2)将所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细粉混合，并引入超临 界反应器中，在有机溶剂的超临界状态下，所述第一活性中间体与所述第二活性中间体发 生反应生成轻质油品和灰渣。
[0009] 优选的，所述步骤2)还包括：
[0010] 在反应过程中，设定所述超临界反应器的温度与压力，使得所述有机溶剂在第一 超临界状态下保持第一预设时间；
[0011] 对所述超临界反应器进行升温，使得所述有机溶剂在第二超临界状态下保持第二 预设时间。
[0012] 可选的，所述第一超临界状态的温度为300-380°C，压力为10-40MPa，所述第一预 设时间为l_3h。
[0013] 优选的，所述第二超临界状态的温度为450-600°C，压力为10_40MPa，所述第二预 设时间为l_3h。
[0014]进一步优选的，
[0015] 所述对所述重质焦油进行活化处理包括:将所述有机溶剂和所述重质焦油混合， 并进行超声振荡处理。
[0016] 可选的，所述活化处理后的重质焦油包含所述有机溶剂。
[0017] 优选的，所述重质焦油与所述有机溶剂的质量比为2:1-9:1，超声振荡的时间为 0.5~2.5h〇
[0018] 进一步优选的，
[0019] 所述有机溶剂选自甲醇、甲苯、乙醇、丙酮、正戊烷、吡啶、四氢呋喃和四氢萘中的 一种或几种。
[0020] 可选的，所述对所述细粉进行活化处理包括:将所述细粉置于处于流化状态的过 热蒸汽中，使所述细粉与所述过热蒸汽接触并发生反应。
[0021] 优选的，所述过热蒸汽与所述细粉的质量比为1:1-5 :1，所述过热蒸汽的温度为 100-400 °C，所述活化处理时间为0.5-4h。
[0022]可选的，所述将所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细粉混合是在惰 性气体保护下进行的。
[0023] 本发明实施例提供一种重质焦油与细粉的处理方法，通过分别对所述重质焦油和 所述细粉进行活化处理，获得催化反应过程中的活性中间体，所述第一活性中间体和所述 第二活性中间体在有机溶剂的超临界状态下分别发生热解反应获得热解产物，所述热解产 物在有机溶剂的萃取下发生重组反应，能够将所述重质焦油和所述细粉转化为便于利用的 轻质油品和灰渣，从而能够从整体上提高煤粉的碳转化率和利用率，为煤洁净高效利用创 造条件。克服了现有技术中重质焦油与所述细粉难以实现有效利用的缺陷。
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其它的附图。
[0025] 图1为本发明实施例提供的一种重质焦油与细粉的处理方法的流程图；
[0026] 图2为本发明实施例提供的另一种重质焦油与细粉的处理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、 "右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或 元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在 本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义是两个或两个以上。
[0029] 本发明实施例提供一种重质焦油与细粉的处理方法，所述重质焦油与所述细粉均 含有催化剂，参见图1，包括：
[0030] 步骤1)对所述重质焦油进行活化处理获得活化处理后的重质焦油，对所述细粉进 行活化处理获得活化处理后的细粉，所述活化处理后的重质焦油包含第一活性中间体，所 述活化处理后的细粉包含第二活性中间体；
[0031] 步骤2)将所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细粉混合，并引入超临 界反应器中，在有机溶剂的超临界状态下，所述第一活性中间体与所述第二活性中间体发 生反应生成轻质油品和灰渣。
[0032]其中，超临界状态是指物质的压力和温度同时超过它的临界压力(pc)和临界温度 (Tc)的状态，温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体，在此超临界流体是指有 机溶剂。在超临界状态下，流体兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相当的高扩散系数 和低粘度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力；其密度对温度和压力变化 十分敏感，故可通过控制温度和压力改变物质的溶解度。利用超临界状态下的气体作萃取 剂，从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术为超临界萃取技术。
[0033] 其中，在本发明实施例中，所述重质焦油和所述细粉可分别发生热解反应生成自 由基碎片和小分子活性基团，小分子活性基团还可以在催化剂作用下释放活性氢，有机溶 剂可以将活性氢富集起来，在反应过程中，自由基碎片不稳定，在热解反应区域内容易发生 自聚反应而生成重质焦油，所述有机溶剂在超临界状态下可以作为萃取剂将所述自由基碎 片从反应区移离，从而能够避免所述自由基碎片发生自聚反应，使得所述自由基碎片和所 述活性氢在有机溶剂的体系中发生重组反应而获得轻质油品。
[0034] 本发明实施例提供一种重质焦油与细粉的处理方法，通过分别对所述重质焦油和 所述细粉进行活化处理，获得催化反应过程中的活性中间体，所述第一活性中间体和所述 第二活性中间体在有机溶剂的超临界状态下分别发生热解反应获得热解产物，所述热解产 物在有机溶剂的萃取下发生重组反应，能够将所述重质焦油和所述细粉转化为便于利用的 轻质油品和灰渣，从而能够从整体上提高煤粉的碳转化率和利用率，为煤洁净高效利用创 造条件。克服了现有技术中重质焦油与所述细粉难以实现有效利用的缺陷。
[0035] 其中，对所述催化剂不做限定，在经过煤催化气化反应之后所述细粉中含有碱金 属的氢氧化物或者碱土金属的氢氧化物。所述重质焦油中也会有与所述重质焦油一起经高 温挥发出并冷凝后的碱金属的氢氧化物或者碱土金属的氢氧化物。
[0036] 通常，所述催化剂为氢氧化钾或者碳酸钾。
[0037] 其中，对所述步骤2