一种重质焦油与细粉的处理方法_2

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)中有机溶剂的超临界状态不做限定。
[0038] 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;
[0039] 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。
[0040] 在本发明实施例中,在所述有机溶剂的第一超临界状态下,所述第一活性中间体 与所述第二活性中间体在催化剂的作用下容易发生分解,生成自由基碎片和小分子活性基 团,例如,活性含氧官能团羧基或者羟基,这些小分子活性基团在催化剂作用下生成二氧化 碳并释放活性氢,使得所述活性氢不断富集于所述有机溶剂中;在所述有机溶剂的第二超 临界状态下,随着温度的升高,所述第一活性中间体与所述第二活性中间体的热解程度加 深,释放出更多的活性氢,在所述有机溶剂的萃取作用下,所述自由基碎片和所述活性氢移 离反应区而结合生成轻质油品。
[0041] 其中,对所述第一超临界状态和所述第二超临界状态不做限定。
[0042] 可以根据实际需要适当调节超临界状态的温度、压力和反应时间以满足热解反应 和重组反应的条件。
[0043]本发明的一实施例中,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1 -3h。
[0044]本发明的又一实施例中,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1 -3h。
[0045] 优选的,所述第一超临界状态的压力为20_30MPa,第一预设时间为1.5_2.5h。
[0046] 进一步优选的,所述第二超临界状态的压力为20_30MPa,第二预设时间为1.5- 2.5h〇
[0047] 其中,对所述设定所述超临界反应器的温度与压力的具体操作不做限定。
[0048] 通常,所述超临界反应器上均具有升温程序,通过开启所述升温程序,并以一定的 升温速率升温至第一超临界状态。
[0049] 对所述超临界反应器进行升温的具体操作也不做限定。同样可以通过开启升温程 序来进行升温。
[0050] 其中,对所述步骤1)中所述对所述重质焦油进行活化处理的具体操作不做限定。 只要所述重质焦油的表面活性位能够与所述催化剂结合形成所述第一活性中间体即可。其 中,吸附剂和催化剂表面能量分布随区域不同而波动,波动显著时能量最低处为吸附中心。 吸附中心一般即为催化反应的活性中心,亦称表面活性位。
[0051] 本发明的一实施例中,所述对所述重质焦油进行活化处理包括:将所述有机溶剂 与所述重质焦油混合,并进行超声振荡处理。
[0052] 其中,示例性的,若所述重质焦油中的催化剂为氢氧化钾,则所述氢氧化钾可在超 声振荡下发生解离生成钾离子与氢氧根离子,所述钾离子可以与所述重质焦油的表面活性 位结合。
[0053]在本发明实施例中,通过将所述有机溶剂和所述重质焦油混合,还可以对所述重 质焦油进行稀释,能够减小所述重质焦油的粘性,促进催化剂解离,从而能够促进重质焦油 的活化,提高所述重质焦油中第一活性中间体的含量,从而能够提高反应速率。
[0054] 其中,对所述重质焦油和所述有机溶剂混合的质量比不做限定,对所述超声振荡 处理的时间不做限定。
[0055] 本发明的一实施例中,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。
[0056] 优选的,所述重质焦油与所述有机溶剂的质量比为4:1-7:1,超声振荡的时间为1-2h〇
[0057] 其中,对所述有机溶剂的种类不做限定。
[0058]本发明的又一实施例中,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。
[0059]其中,对所述活化处理后的重质焦油不做限定。所述活化处理后的重质焦油可以 包含所述有机溶剂,也可以通过蒸馏的方法将有机溶剂除去。
[0060] 本发明的一实施例中,所述活化处理后的重质焦油包含所述有机溶剂。
[0061] 在本发明实施例中,由于所述活化处理后的重质焦油包含所述有机溶剂,因此,在 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引入所述超临界反应器中时, 能够将所述有机溶剂引入,不用额外添加所述有机溶剂,操作更为方便快捷。
[0062] 其中,对所述细粉进行活化处理的具体操作不做限定。
[0063] 本发明的一实施例中,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。
[0064] 在本发明实施例中,具体原理为:蒸汽与细粉中的碳发生氧化还原反应,侵蚀碳化 物的表面,使碳化物的微细孔隙结构更加发达,增加所述细粉的表面活性位,能够促使催化 剂向细粉的内部孔道迀移,从而增加细粉中的第二活性中间体的含量,能够提高后续的反 应活性。
[0065] 其中,对所述细粉与所述蒸汽的质量比不做限定,对所述蒸汽的温度不做限定,对 所述细粉的活化处理时间不做限定。
[0066] 本发明的又一实施例中,所述蒸汽与所述细粉的质量比为1-5,所述蒸汽的温度为 100-400 °C,所述活化处理时间为0.5_4h。
[0067]优选的,所述蒸汽与所述细粉的质量比为2.2-3.5,所述蒸汽的温度为180-250°C, 所述活化处理时间为1.2-3h。
[0068]本发明的一实施例中,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。
[0069]通过惰性气体保护,能够防止所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细 粉发生氧化反应,保持所述第一活性中间体与所述第二活性中间体的活性。
[0070] 其中,对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的具体 操作不做限定。
[0071] 优选的,将所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细粉置于一容器中, 搅拌使所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细粉融为一体。
[0072] 通过搅拌,使得所述活化处理后的重质焦油和所述活化处理后的细粉在混合过程 中能够充分接触,从而使得细粉中的未发生离子交换的催化剂被释放出来,释放出来的催 化剂既能够调节混合物的pH值,又能够与所述重质焦油中的表面活性位结合继续生成所述 第一活性中间体;进一步地,若所述活化处理后的重质焦油包含所述有机溶剂,则所述活化 处理后的重质焦油与所述活化处理后的细粉混合时,易于搅拌,使所述活化处理后的重质 焦油和所述活化处理后的细粉在有机溶剂中接触更为充分,促使所述活化处理后的重质焦 油和所述活化处理后的细粉更为均质化。
[0073] 其中,对搅拌速度和搅拌时间不做限定。
[0074]本发明的一实施例中,搅拌速度为100-500转/min,搅拌时间为l-3h。
[0075] 优选的,搅拌转速为200-350转/min,搅拌时间为1.5-2.5h。
[0076]其中,对所述重质焦油与所述细粉混合的质量比不做限定。
[0077]本发明的一实施例中,所述活化处理后的细粉与活化处理前的重质焦油的质量比 为 1_6〇
[0078]优选的,所述活化处理后的细粉与活化处理前的重质焦油的质量比为2.5-4。
[0079] 其中,需要说明的是,随着反应的进行,所述细粉中的碳质成分明显减少,灰骨架 裸露,所产生的煤灰中的铁、锰、镍等元素作为超临界反应的良好催化剂,对上述热解反应 和重组反应具有催化作用,从而能够进一步提高反应的速度,提高轻质油品的产率。
[0080] 本发明的一实施例中,参见图2,所述处理方法还包括:步骤3)将所述步骤2)所获 得的反应产物进行固液分离获得灰渣以及液相产物,对所述液相产物进行减压蒸馏并收集 馏分,获得轻质油品。
[0081] 其中,对所述固液分离的具体操作不做限定,例如,可以通过过滤的方式实现固液 分呙。
[0082] 其中,所获得的轻质油品能够直接作为化工原料或者中间体使用,而灰渣可以用 作活性炭、铺路或者制砖。
[0083]以下,本发明实施例通过实施例对本发明进行说明。这些实施例仅是为了具体说 明本发明而提出的示例,本领域技术人员可以知道的是本发明的范围不受这些实施例的限 制。
[0084] 实施例1
[0085] 采用1#煤作为催化气化原料,收集产物中的重质焦油和细粉,并对重质焦油的各 馏分温度
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