專(zhuān)利名稱(chēng)：基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭直接液化技術(shù)，具體涉及到一種基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法。
背景技術(shù)：
煤直接液化是煤潔凈技術(shù)中的一個(gè)重要領(lǐng)域，是煤綜合利用的一種有效途徑，不僅可以將煤炭轉(zhuǎn)化成潔凈的、高熱值的燃料油，減輕燃煤型污染，還可以得到許多用人工方法難以合成的化工產(chǎn)品。在全球石油資源逐漸短缺而煤炭資源相對(duì)豐富的情況下，高效煤液化技術(shù)已成為一個(gè)重要課題。為此，各國(guó)政府和學(xué)術(shù)界對(duì)煤液化展開(kāi)了大量的研究，開(kāi)發(fā)了許多新工藝，有的已達(dá)到了商業(yè)可行的目標(biāo)。
較為典型的煤液化方法是將干燥粉碎的煤粉與溶劑混合形成煤漿，根據(jù)各自工藝的特點(diǎn)加入不同的催化劑，在高溫400℃-500℃和高壓15MPa-30MPa下通入氫氣使煤發(fā)生裂解加氫反應(yīng)。加入的催化劑通常有三類(lèi)第一類(lèi)是鈷、鉬、鎳等貴金屬催化劑，催化活性大，但價(jià)格昂貴，需較高的投入進(jìn)行回收再生使用，且存在資源短缺的問(wèn)題；第二類(lèi)是金屬鹵化物催化劑，屬酸性催化劑，催化能力強(qiáng)，但對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重；第三類(lèi)是鐵系催化劑，包括各種紅泥、鐵礦石、工業(yè)冶煉廢渣、人工合成鐵鹽等，價(jià)格低廉且不必進(jìn)行回收，但催化活性有限，如果將其制備成超細(xì)顆粒，催化活性可以增強(qiáng)，但很難達(dá)到納米級(jí)，使用人工合成的方法制備成納米鐵鹽，在煤液化的反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生鐵鹽顆粒團(tuán)聚，分散性和穩(wěn)定性方面存在問(wèn)題。
正是這些問(wèn)題的存在，使得煤液化技術(shù)一直以來(lái)對(duì)反應(yīng)條件的要求十分苛刻。在煤液化的過(guò)程中對(duì)水電能源的耗費(fèi)巨大，且轉(zhuǎn)化率和收油率難以提高，產(chǎn)業(yè)化對(duì)設(shè)備、技術(shù)要求大，成本難以實(shí)現(xiàn)較大幅度的降低，制約了煤液化產(chǎn)業(yè)化推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，所述方法一方面工藝簡(jiǎn)單，降低煤液化對(duì)反應(yīng)條件的苛刻要求，同時(shí)提高轉(zhuǎn)化率、收油率；另一方面催化劑價(jià)格合理，催化活性高且不需要進(jìn)行回收，易于實(shí)現(xiàn)煤液化產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該方法包括以下步驟①原煤的預(yù)處理，將干燥的原煤置于粉碎設(shè)備中粉碎，篩分，制備煤粉，根據(jù)原煤種類(lèi)不同，對(duì)需溶脹的煤粉進(jìn)行溶脹處理，將其與溶脹劑混合攪拌，再在真空或氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，回收溶脹劑，不需溶脹的煤粉直接備用；②催化劑的預(yù)處理，在供氫溶劑中加入催化劑充分?jǐn)嚢杌旌?；③煤漿的制備，將煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合，攪拌制得煤漿；④煤漿的液化反應(yīng)，將煤漿導(dǎo)入到液化反應(yīng)設(shè)備高壓攪拌反應(yīng)釜中，密封設(shè)備，置換或抽空釜內(nèi)空氣后通入氫氣或氫氣與一氧化碳的混合氣體達(dá)到反應(yīng)壓力，緩慢加熱設(shè)備至液化反應(yīng)溫度，保溫，在連續(xù)或間斷攪拌的條件下使煤漿充分完成液化裂解加氫反應(yīng)；⑤液化反應(yīng)后產(chǎn)品的分離，將液化反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物導(dǎo)出后分離，可利用的氫氣或一氧化碳循環(huán)使用；液態(tài)產(chǎn)物導(dǎo)入蒸餾設(shè)備中，采用沸點(diǎn)升高法，控制蒸餾溫度，進(jìn)行實(shí)沸點(diǎn)蒸餾，得到各種可直接作為燃料使用的液化成品油；剩余的殘?jiān)鳛橐夯涎h(huán)使用，重油和渣油作為溶劑循環(huán)使用。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，采用五羰基鐵或含五羰基鐵的混合物作煤液化催化劑，五羰基鐵用量以Fe計(jì)為煤粉質(zhì)量的0.1％-5％，含五羰基鐵的混合物為五羰基鐵與硫磺的混合物，五羰基鐵與硫磺的比例為質(zhì)量比1.2∶1-12∶1。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，所用的原煤為褐煤、煙煤或次煙煤，原煤通常干燥至含水量低于15％，粉碎至80目或更細(xì)。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，制備煤漿時(shí)煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合比例為1∶1-4∶1。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，需溶脹的煤粉所使用的溶脹劑為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、四氫呋喃、吡啶、苯、甲苯中的一種或幾種，溶脹時(shí)間為4-24小時(shí)。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，使用的供氫溶劑為普通溶劑四氫萘、萘、蒽、菲、甲酚、苯酚、醇類(lèi)物質(zhì)等，或高沸點(diǎn)溶劑煤焦油、石油渣油、廢塑料、廢橡膠、廢油脂，或以上其中兩種或多種混合。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，液化反應(yīng)采用氫氣或氫氣與一氧化碳混合提供的反應(yīng)環(huán)境壓力在8-20Mpa；液化反應(yīng)溫度在350-400℃范圍；液化反應(yīng)時(shí)間10-120min。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，液化反應(yīng)的加壓、加熱、保溫過(guò)程中應(yīng)連續(xù)或間斷攪拌；液化反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)分離，氫氣、一氧化碳、重油、渣油在下一次的液化反應(yīng)中循環(huán)利用。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)①五羰基鐵常溫常壓下為液態(tài)，可完全溶解于汽油、苯、四氯化萘、苯醛、丙酮、溴化苯、二氯化苯等溶劑；Fe(CO)5高溫時(shí)分解生成Fe和CO，該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，在高壓下Fe和CO又可以合成Fe(CO)5；煤液化反應(yīng)條件達(dá)到前，F(xiàn)e(CO)5以氣態(tài)的形式與H2、氣化的供氫溶劑混合，進(jìn)入到煤的微孔中，或吸附到煤顆粒表面；液化反應(yīng)條件達(dá)到后，微孔中的和吸附態(tài)的Fe(CO)5蒸汽分解生成極具活性的新生態(tài)鐵原子；由于Fe(CO)5用量少，形成的蒸汽濃度低，熱解過(guò)程中，吸附在煤顆粒表面的Fe(CO)5分解出的Fe原子濃度低，僅在煤顆粒表面形成納米級(jí)或不足納米級(jí)的包覆層；而進(jìn)入微孔中的Fe(CO)5由于煤顆粒的間隔阻礙，使鐵原子無(wú)法長(zhǎng)大，也形成不大于納米級(jí)的鐵顆粒，兩種形式的鐵微粒其原子d電子空余的雜化軌道與煤形成化學(xué)吸附鍵，在供氫溶劑的共同作用下，對(duì)煤結(jié)構(gòu)中芳核的氫化、開(kāi)環(huán)、橋鍵的裂解、脫烷基和脫雜原子反應(yīng)起促進(jìn)作用，同時(shí)使裂解反應(yīng)中產(chǎn)生的大量游離基碎片及時(shí)得到活性氫原子，從而形成穩(wěn)定的液化油分子，這種原位吸附分解的新生態(tài)鐵與納米鐵鹽相比，更具活性且分散性、穩(wěn)定性好，因此彌補(bǔ)了其它煤液化催化劑的不足。②溶脹劑使煤中小分子相與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間存在的氫鍵斷裂，從而降低煤的交聯(lián)度，形成疏松的煤結(jié)構(gòu)。③工藝簡(jiǎn)單，降低了煤液化反應(yīng)的苛刻條件，提高了轉(zhuǎn)化率和收油率。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
圖中①-⑤為工藝步驟，I為煤液化反應(yīng)設(shè)備高壓攪拌反應(yīng)釜，II為蒸餾設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的煤液化方法包括以下步驟①原煤的預(yù)處理，將干燥的原煤置于粉碎設(shè)備中粉碎，篩分，制備煤粉，根據(jù)原煤種類(lèi)不同，對(duì)需溶脹的煤粉進(jìn)行溶脹處理，將其與溶脹劑混合攪拌，再在真空或氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，回收溶脹劑，不需溶脹的煤粉直接備用；②催化劑的預(yù)處理，在供氫溶劑中加入催化劑充分?jǐn)嚢杌旌希虎勖簼{的制備，將煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合，攪拌制得煤漿；④煤漿的液化反應(yīng)，將煤漿導(dǎo)入到液化反應(yīng)設(shè)備高壓攪拌反應(yīng)釜中，密封設(shè)備，置換或抽空反應(yīng)釜內(nèi)空氣后通入氫氣或氫氣與一氧化碳的混合氣體達(dá)到反應(yīng)壓力，緩慢加熱設(shè)備至液化反應(yīng)溫度，保溫，在連續(xù)或間斷攪拌的條件下使煤漿充分完成液化裂解加氫反應(yīng)；⑤液化反應(yīng)后產(chǎn)品的分離，將液化反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物導(dǎo)出后分離，可利用的氫氣或一氧化碳循環(huán)使用；液態(tài)產(chǎn)物導(dǎo)入蒸餾設(shè)備中，采用沸點(diǎn)升高法，控制蒸餾溫度，進(jìn)行實(shí)沸點(diǎn)蒸餾，得到各種可直接作為燃料使用的液化成品油；剩余的殘?jiān)鳛橐夯涎h(huán)使用，重油和渣油作為溶劑循環(huán)使用。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，采用五羰基鐵或含五羰基鐵的混合物作煤液化催化劑，五羰基鐵用量以Fe計(jì)為煤粉質(zhì)量的0.1％-5％，含五羰基鐵的混合物為五羰基鐵與硫磺的混合物，五羰基鐵與硫磺的比例為質(zhì)量比1.2∶1-12∶1。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，所用的原煤為褐煤、煙煤或次煙煤，原煤通常干燥至含水量低于15％，粉碎至80目或更細(xì)。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，制備煤漿時(shí)煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合比例為1∶1-4∶1。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，需溶脹的煤粉所使用的溶脹劑為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、四氫呋喃、吡啶、苯、甲苯中的一種或幾種，溶脹時(shí)間為4-24小時(shí)。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，使用的供氫溶劑是一般溶劑四氫萘、萘、蒽、菲、酚類(lèi)如甲酚和苯酚、醇類(lèi)物質(zhì)，或高沸點(diǎn)溶劑煤焦油、石油渣油、廢塑料、廢橡膠、廢油脂，或以上其中兩種或多種混合。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，液化反應(yīng)采用氫氣或氫氣與一氧化碳混合提供的反應(yīng)環(huán)境壓力在8-20Mpa；液化反應(yīng)溫度在350-400℃；液化反應(yīng)時(shí)間10-120min。
本發(fā)明的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法中，液化反應(yīng)的加壓、加熱、保溫過(guò)程中應(yīng)連續(xù)或間斷攪拌；液化反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)分離，氫氣、一氧化碳、重油、渣油在下一次的液化反應(yīng)中循環(huán)利用。
實(shí)施例1用球磨機(jī)將干燥的煤粉碎后，經(jīng)100目過(guò)篩，將煤粉與溶脹劑甲醇混合，充分?jǐn)嚢瑁苊洉r(shí)間24小時(shí)，通過(guò)低溫蒸餾回收溶脹劑，經(jīng)溶脹處理的煤粉在氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干；在供氫溶劑四氫萘中加入催化劑五羰基鐵液體，加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的0.5％，在避光的條件下攪拌，使之充分混合；將上述經(jīng)溶脹處理的煤粉和含催化劑的供氫溶劑依1∶1的比例混合，充分?jǐn)嚢栊纬擅簼{，隨后將煤漿導(dǎo)入高壓攪拌反應(yīng)釜，置換空氣后密封，加入氫氣由2MPa初壓達(dá)8MPa，設(shè)定反應(yīng)溫度為350℃，緩慢加熱設(shè)備至設(shè)定溫度后保溫60min進(jìn)行液化反應(yīng)，此過(guò)程中持續(xù)攪拌；液化產(chǎn)物用環(huán)己烷溶解萃取，用5層濾紙抽濾分離，反復(fù)萃取至溶劑無(wú)色為止，得到的不溶物用四氫呋喃(THF)溶解，將四氫呋喃未溶解成分烘干，稱(chēng)取質(zhì)量，并將其定義為未反應(yīng)煤，催化劑根據(jù)用量換算成鐵的質(zhì)量后從中除去，通過(guò)已反應(yīng)煤對(duì)液化反應(yīng)前煤的質(zhì)量比計(jì)算煤的轉(zhuǎn)化率，四氫呋喃可溶物通過(guò)蒸餾分離出溶劑，剩余物為瀝青烯；將環(huán)己烷可溶物導(dǎo)入到蒸餾設(shè)備中，用50℃以下的溫度低溫蒸餾除去溶劑，再采用沸點(diǎn)升高法，嚴(yán)格控制蒸餾溫度，進(jìn)行沸點(diǎn)蒸餾和成分分析，采用的分析標(biāo)準(zhǔn)為100-205℃為汽油，205-300℃為輕柴油，301-360℃為輕潤(rùn)滑油，360℃以上為重油，稱(chēng)量各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，并計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例280目的煤粉與丙酮溶脹4小時(shí)，煤粉和含催化劑的甲酚供氫溶劑依2.5∶1的比例混合，催化劑五羰基鐵液體的加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的0.1％，采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行液化，液化反應(yīng)的溫度380℃，液化反應(yīng)壓力14Mpa，液化反應(yīng)時(shí)間10min。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例380目的煤粉與吡啶溶脹14小時(shí)，煤粉和含催化劑的煤焦油供氫溶劑依4∶1的比例混合，催化劑五羰基鐵液體的加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的5.0％，采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行液化，液化反應(yīng)的溫度為400℃，液化反應(yīng)壓力16Mpa，液化反應(yīng)時(shí)間120min。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例4除將加入高壓攪拌反應(yīng)釜中的氫壓由4Mpa達(dá)20MPa外，采用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行液化。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例5在供氫溶劑四氫萘中加入五羰基鐵液體和硫磺粉作催化劑，五羰基鐵的加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的0.5％，硫磺粉的加入量為五羰基鐵質(zhì)量的8.33％，即五羰基鐵與硫磺的質(zhì)量比12∶1，其他方法與實(shí)施例4相同，進(jìn)行液化。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例6在供氫溶劑四氫萘中加入五羰基鐵液體和硫磺粉作催化劑，五羰基鐵的加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的0.5％，硫磺粉的加入量為五羰基鐵質(zhì)量的16.33％，即五羰基鐵與硫磺的質(zhì)量比6.12∶1，其他方法與實(shí)施例4相同，進(jìn)行液化。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例7
采用與實(shí)施例6相同的方法，催化劑五羰基鐵的加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的0.5％，硫磺粉的加入量為五羰基鐵質(zhì)量的24.50％，即五羰基鐵與硫磺的質(zhì)量比4∶1。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
實(shí)施例8采用與實(shí)施例6相同的方法，但催化劑五羰基鐵的加入量以鐵原子計(jì)為煤質(zhì)量的0.5％，硫磺粉的加入量為五羰基鐵質(zhì)量的83.33％，即五羰基鐵與硫磺的質(zhì)量比1.2∶1。反應(yīng)產(chǎn)物采用同樣的分析方法，計(jì)算液化轉(zhuǎn)化率，并稱(chēng)取各種蒸餾產(chǎn)物的質(zhì)量，計(jì)算其在液化反應(yīng)產(chǎn)物中所占的百分比。
以上各實(shí)施例所得到的結(jié)果匯成表1。

由表1中的實(shí)施例1與實(shí)施例2比較，可知催化劑五羰基鐵的加入量與催化能力有一定的關(guān)系，當(dāng)五羰基鐵的加入量為煤質(zhì)量的0.1％時(shí)，收油率為45.8％，而五羰基鐵的加入量增加到實(shí)施例1的0.5％時(shí)，收油率相應(yīng)增加到48.7％，但五羰基鐵的加入量再增加，收油率沒(méi)有太大的提高，當(dāng)加入量達(dá)到實(shí)施例3的5％時(shí)，收油率僅提高了0.8％。
由表1中的實(shí)施例1與實(shí)施例4比較，反映出煤液化轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)壓力的升高而增大，實(shí)施例1所用的初始?xì)鋲簽?MPa，隨著溫度升高至設(shè)定的液化反應(yīng)溫度壓力達(dá)到8MPa，轉(zhuǎn)化率為75.8％，收油率為48.7％；實(shí)施例4所用的初始?xì)鋲簽?MPa，液化反應(yīng)溫度下壓力達(dá)到20MPa，轉(zhuǎn)化率達(dá)到82.5％，收油率達(dá)到54.3％。
由表1中的實(shí)施例5至實(shí)施例8比較，得到硫磺粉的加入有利于五羰基鐵的催化能力，且實(shí)施例7中硫磺粉加入量的Fe/S原子比2∶3較之實(shí)施例6中的1∶1高，轉(zhuǎn)化率由84.3％增加到85.6％，說(shuō)明Fe/S原子比為2∶3時(shí)，催化劑體系的催化活性更大。但由實(shí)施例8可知催化劑活性并不完全隨著Fe/S原子比增加而增大。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
參照實(shí)施例1-8，本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)例，只要不超出本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)容，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，該方法包括以下步驟①原煤的預(yù)處理，將干燥的原煤置于粉碎設(shè)備中粉碎，篩分，制備煤粉，根據(jù)原煤種類(lèi)不同，對(duì)需溶脹的煤粉進(jìn)行溶脹處理，將其與溶脹劑混合攪拌，再在真空或氮?dú)獗Ｗo(hù)下烘干，回收溶脹劑，不需溶脹的煤粉直接備用；②催化劑的預(yù)處理，在供氫溶劑中加入催化劑充分?jǐn)嚢杌旌希虎勖簼{的制備，將煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合，攪拌制得煤漿；④煤漿的液化反應(yīng)，將煤漿導(dǎo)入到液化反應(yīng)設(shè)備高壓攪拌反應(yīng)釜中，密封設(shè)備，置換或抽空反應(yīng)釜內(nèi)空氣后加入氫氣或氫氣與一氧化碳的混合氣體達(dá)到反應(yīng)壓力，緩慢加熱設(shè)備至液化反應(yīng)溫度，保溫，在連續(xù)或間斷攪拌的條件下使煤漿充分完成液化裂解加氫反應(yīng)。⑤液化反應(yīng)后產(chǎn)品的分離，將液化反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物導(dǎo)出后分離，可利用的氫氣或一氧化碳循環(huán)使用；液態(tài)產(chǎn)物導(dǎo)入蒸餾設(shè)備中，采用沸點(diǎn)升高法，控制蒸餾溫度，進(jìn)行實(shí)沸點(diǎn)蒸餾，得到各種可直接作為燃料使用的液化成品油；剩余的殘?jiān)鳛橐夯涎h(huán)使用，重油和渣油作為溶劑循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于采用五羰基鐵或含五羰基鐵的混合物作煤液化催化劑，催化劑五羰基鐵用量以Fe計(jì)為煤粉質(zhì)量的0.1％-5％，含五羰基鐵的混合物為五羰基鐵與硫磺的混合物，五羰基鐵與硫磺的質(zhì)量比為1.2∶1-12∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于所用的原煤為褐煤、煙煤或次煙煤，原煤干燥至含水量低于15％，粉碎至80目或更細(xì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于制備煤漿時(shí)煤粉與含催化劑的供氫溶劑混合比例為1∶1-4∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于需溶脹處理的煤粉所使用的溶脹劑為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、四氫呋喃、吡啶、苯、甲苯中的一種或幾種，溶脹時(shí)間為4-24小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于使用的供氫溶劑為普通溶劑四氫萘、萘、蒽、菲、甲酚、苯酚、醇類(lèi)物質(zhì)，或高沸點(diǎn)溶劑煤焦油、石油渣油、廢塑料、廢橡膠、廢油脂，或以上其中兩種或多種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于液化反應(yīng)采用氫氣或氫氣與一氧化碳混合提供的反應(yīng)環(huán)境壓力為8-20MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于液化反應(yīng)溫度350-400℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于液化反應(yīng)時(shí)間10-120min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，其特征在于液化反應(yīng)的加壓、加熱、保溫過(guò)程中應(yīng)連續(xù)或間斷攪拌；液化反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)分離，氫氣、一氧化碳、重油、渣油在下一次的液化反應(yīng)中循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了基于五羰基鐵作催化劑的煤液化方法，首先將干燥的原煤置于粉碎設(shè)備中粉碎，篩分，制備煤粉，對(duì)需溶脹的煤粉進(jìn)行溶脹處理，供氫溶劑中加入催化劑充分?jǐn)嚢杌旌?，煤粉與含催化劑的供氫溶劑按比例混合攪拌得煤漿；然后將煤漿導(dǎo)入高壓攪拌反應(yīng)釜中，加入氫氣達(dá)到反應(yīng)壓力，加熱至液化反應(yīng)溫度，保溫，在攪拌條件下煤漿充分完成液化裂解加氫反應(yīng)；最后液化反應(yīng)后產(chǎn)品分離，得到各種可直接作為燃料使用的液化成品油。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，降低了煤液化對(duì)反應(yīng)條件的苛刻要求，同時(shí)達(dá)到高轉(zhuǎn)化率和高收油率，而且催化劑價(jià)格合理、催化活性高且不需要進(jìn)行回收。
文檔編號(hào)B01J31/12GK101020834SQ20071002026
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月10日
發(fā)明者高為鑫, 張蓉艷, 柯尊斌 申請(qǐng)人:江蘇天一超細(xì)金屬粉末有限公司