CN103254933B - 从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法。包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，搅拌，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S2、将热溶萃取混合物进行一级固液分离，得到一级萃取液和一级萃余物；S3、将一级萃取液进行二级固液分离，得到二级萃取液和二级萃余物；S4、将二级萃取液进行溶剂回收，得到萃取物；以及S5、将萃取物与亚临界反沉淀溶剂混合，亚临界反溶剂沉淀，分离，得到液化重质油和沥青类物质。本发明利用亚临界反沉淀溶剂在亚临界状态下对煤直接液化残渣中有机质溶解能力的差异，结合固液分离工艺，有效地实现了液化重质油和沥青类物质的分离。

Description

从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法

技术领域

本发明涉及煤液化残渣深加工技术领域，具体而言，涉及从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，现代化和社会发展进程不断加快，我国对石油产品的消费量不断增长，大大超过了同期原油生产的增长速度，导致我国石油进口量逐年俱增，且已经超过了自产量。而我国是个富煤贫油的国家，充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭直接液化等先进的清洁煤技术是减少对国外原油过度依赖，缓解我国石油资源短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一，同时也是提高我们煤炭资源利用率，减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要举措。

煤炭直接液化是将煤通过高温、高压并且在催化剂作用下加氢直接转化成清洁的运输燃料（石脑油、柴油等）或化工原料的一种先进的洁净煤技术。煤直接液化的过程一般是将煤预先粉至0.15mm以下的粒度，再与溶剂配成煤浆，并在一定温度（约450℃）和高压下加氢，使煤中的大分子裂解加氢成较小分子的过程。液化过程中除了得到需要的液化产品以外，还副产一些烃类分子、CO_X等气体、工艺水和固液分离过程产生的液化残留物（又称煤液化残渣）。煤液化残渣一般约占进煤量的30%左右，如果利用好煤液化残渣则对液化过程的效率和整个液化厂的经济性和环境保护等均有不可低估的影响，因此，研究煤直接液化残渣的高效、可行的综合利用方法，提取出有价值的产品对提高直接液化过程的经济效益具有重要的现实意义。

煤液化残渣主要由无机质和有机质两部分组成，有机质包括液化重油、沥青类物质和未转化的煤，无机类物质（通常称为灰分）包括煤中的矿物质和外加的催化剂。有机类物质中的液化重油和沥青类物质约占残渣量的50%，未转化煤约占残渣量的30%，灰分占20%左右。因此，将液化残渣中约占50%的沥青类物质和液化重油分离出来进行综合开发利用，从中提取或制备出更有价值的产品是可行的。

当今对煤液化残渣的利用主要为燃烧、焦化制油以及气化制氢等传统方法。将煤液化残渣作为燃料直接在锅炉或窑炉中燃烧，无疑将影响煤液化的经济性，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题。焦化制油虽然增加了煤液化工艺的液体油收率，但液化残渣并不能得到最合理的利用，半焦和焦炭的利用途径也不十分明确。将媒液化残渣进行气化制氢的方法是一种有效的大规模利用的途径，但对煤液化残渣中的沥青类物质和液化重油的高附加值利用潜力未得到体现，而且煤液化残渣中的灰分高达20%以上，这必将给气化炉的排渣带来很大影响。

专利JP130412公开了一种从煤直接液化残渣中分离出重质液化油和沥青类物质的方法，该专利中将分离的重质液化油进行二次加氢裂解得到轻质液化油，而沥青类物质进入煤液化单元进行再液化反应。一方面，由于重质油品的馏分比较重，芳烃含量比较高，二次加氢裂解制轻质燃料反应比较剧烈，不仅要求进行深度加氢，导致氢耗量增加，而且容易造成催化剂因结焦而失活，从而对加氢裂解催化剂的性能提出了较高的要求，要求加氢裂解催化剂具有较强的活性、比较强的抗积炭能力。另一方面，分离出来的沥青类物质进行再液化时，其再液化效果并不好，而且还会造成在液化反应器中沉积、结焦等不良效果，因此该方法并不能实现沥青类物质的合理高效利用。

中国专利CN101962560A、CN101962561A公开了一种利用两级萃取从煤液化残渣中提取重质液化油和沥青类物质的方法，该方法以煤直接液化过程自身产生的两个不同馏分段的油品为萃取溶剂，分别对液化残渣进行两级顺序萃取，得到重质液化油和沥青类物质。虽然该方法能得到液化重质油和沥青类物质，但是两级萃取加两次两级固液分离，其工艺流程复杂，产品收率较低，成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法，以解决现有技术中分离液化重质油和沥青类物质时工艺复杂且得到的沥青类物质不理想的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法，包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，搅拌，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；S2、将热溶萃取混合物进行一级固液分离，得到一级萃取液和一级萃余物；S3、将一级萃取液进行二级固液分离，得到二级萃取液和二级萃余物；S4、将二级萃取液进行溶剂回收，得到萃取物；以及S5、将萃取物与亚临界反沉淀溶剂混合，亚临界反溶剂沉淀，分离，得到液化重质油和沥青类物质。

进一步地，萃取溶剂为煤直接液化过程中产生的常侧二线油、减一线油、加氢稳定侧线油中的一种或多种；萃取溶剂的馏程为120～280℃，优选地，馏程为160℃～260℃。

进一步地，亚临界反沉淀溶剂为煤直接液化过程中产生的常顶油、减顶油、加氢稳定塔顶油中的一种或多种，亚临界反沉淀溶剂的馏程为40℃～160℃，优先地，馏程为60℃～120℃。

进一步地，步骤S1包括：S11、将煤直接液化残渣与萃取溶剂按照质量比1:1～10混合，得到第一混合液；以及S12、向第一混合液中通入N₂或H₂，并在0.2～2.0MPa下以5℃～30℃/h将所述混合液升温至60℃～300℃，恒温搅拌，热溶萃取，得到萃取混合物；热溶萃取的时间为10～60min，恒温搅拌的速率为50～300r/min。

进一步地，一级固液分离和二级固液分离采用热压过滤、真空热抽滤、旋流分离、重力沉降分离或蒸馏分离。

进一步地，一级固液分离和二级固液分离采用热压过滤，其中，一级固液分离和二级固液分离的过滤温度为80℃～300℃，优选地，过滤温度为150℃～200℃；一级固液分离和二级固液分离的过滤压力为0.02KPa～2.0MPa，优选地，过滤压力为0.2MPa～1.0MPa。

进一步地，一级固液分离和二级固液分离采用旋流分离，其中，一级固液分离和二级固液分离的温度为60℃～120℃，入口压力为0.3MPa～0.6MPa。

进一步地，亚临界反溶剂沉淀的步骤包括：将萃取物与反溶剂沉淀送入容器中混合，搅拌，并控制容器的压力为3.3～5.0MPa，亚临界反沉淀溶剂的进料温度为60℃～100℃，萃取物的进料温度为130℃～160℃。

进一步地，还包括对一级萃余物和二级萃余物进行汽提的步骤，其中，对汽提步骤得到的汽提萃余物进行气化或燃烧处理；以及对汽提步骤得到的液体部分进行油水分离，将经油水分离步骤得到的萃取溶剂返回热溶萃取步骤循环利用。

进一步地，还包括将溶剂回收步骤得到的萃取溶剂返回热溶萃取步骤进行循环利用的过程。

应用本发明的技术方案，采用煤直接液化过程自身产生的特定馏分段的油品作为萃取溶剂和亚临界反沉淀溶剂，对煤直接液化残渣进行一次萃取，两级固液分离，溶剂回收以及对萃取物进行亚临界反溶剂沉淀，可以保证亚临界反沉淀溶剂处于液态，有利于对萃取物中液化重质油的萃取。本发明充分利用特定馏分段的油品在亚临界状态下对煤直接液化残渣中有机质溶解能力的差异，将液化重质油和沥青类物质分开。本发明所采用的萃取溶剂和亚临界反沉淀溶剂均来自于煤直接液化过程，来源可靠，价格低廉且回收方便，产物液化重质油可作为循环溶剂替代部分循环萃取溶剂中相对较轻的组分，提高了萃取溶剂的重质化程度，提高了煤液化过程的总体油收率，从而提高了整个煤液化产业的经济效益；产物沥青类物质中含油量低，芳碳率高，更容易经过热处理制备中间相沥青，是理想的碳素材料的原料。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明典型实施例的从直接煤液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的流程结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明中的“亚临界反溶剂沉淀”指使溶剂接近于液态向气态变化的状态下，利用其对饱和溶液中不同溶质溶解能力的差异，将溶解度大的溶质溶解，将溶解度小的溶质沉淀出来，从而实现溶液中不同组分的分离方法。

根据本发明的一种典型实施方式，如图1所示，从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法，包括以下步骤：S1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，搅拌，热溶萃取，得到萃取混合物；S2、将萃取混合物进行一级固液分离，得到一级萃取液和一级萃余物；S3、将一级萃取液进行二级固液分离，得到二级萃取液和二级萃余物；S4、将二级萃取液进行溶剂回收，得到萃取物；以及S5、将萃取物与亚临界反沉淀溶剂混合，亚临界反溶剂沉淀，分离，得到液化重质油和沥青类物质。

采用煤直接液化过程自身产生的特定馏分段的油品作为萃取溶剂和亚临界反沉淀溶剂，对煤直接液化残渣进行一次萃取，两级固液分离，溶剂回收以及对萃取物进行亚临界反溶剂沉淀，可以保证亚临界反沉淀溶剂处于液态，有利于对萃取物中液化重质油的萃取。本发明充分利用特定馏分段的油品在亚临界状态下对煤直接液化残渣中有机质溶解能力的差异，将液化重质油和沥青类物质分开。本发明所采用的萃取溶剂和亚临界反沉淀溶剂均来自于煤直接液化过程，来源可靠，价格低廉且回收方便，产物液化重质油可作为循环溶剂替代部分循环萃取溶剂中相对较轻的组分，提高了萃取溶剂的重质化程度，提高了煤液化过程的总体油收率，从而提高了整个煤液化产业的经济效益；产物沥青类物质中含油量低，芳碳率高，更容易经过热处理制备中间相沥青，是理想的碳素材料的原料。

根据本发明的一种典型实施方式，萃取溶剂为煤直接液化过程中产生的常侧二线油、减一线油、加氢稳定侧线油中的一种或多种；萃取溶剂的馏程为120～280℃，优选地，馏程为160℃～260℃。采用馏程在上述范围内的常侧二线油、减一线油或加氢稳定侧线油作为萃取溶剂，相对于其它的萃取溶剂具有萃取率高、易于回收优势。

根据本发明的另一种优选实施方式，亚临界反沉淀溶剂为煤直接液化过程中产生的常顶油、减顶油、加氢稳定塔顶油中的一种或多种，亚临界反沉淀溶剂的馏程为40℃～160℃，优先地，馏程为60℃～120℃。其中亚临界反溶剂沉淀的步骤包括：将萃取物与亚临界反沉淀溶剂送入容器中混合，搅拌，控制容器的压力为3.3～5.0MPa，亚临界反沉淀溶剂的进料温度为60℃～100℃，萃取物的进料温度为130℃～160℃。通过将萃取物与亚临界反沉淀溶剂混合进行亚临界反溶剂沉淀，可以保证溶剂处于液态，具有将萃取物中液化重质油和沥青类物质分离的优势。

煤直接液化工艺中主要分为煤直接液化单元和加氢稳定单元，煤直接液化单元实现煤的液化反应和反应物的分离，加氢稳定单元对煤液化油进行加氢，其中一部分油（馏分较重部分）返回煤直接液化单元作为循环溶剂，另一部分作为产品输送至油品加氢改质单元。煤液化单元设有一常压塔和一减压塔，常压塔设常顶线、常侧一线、常侧二线和常底线，常顶油和常侧一线油、常侧二线油直接输送至加氢稳定单元，常底油送至减压塔进行进一步分离，减压塔设减顶线、减侧一线、减侧二线和减底线，减顶油、减一线油、减二线油送至加氢稳定单元，减底线排出煤液化残渣。加氢稳定设一常压塔，常压塔分塔顶线、塔侧线和塔底线，塔顶油和部分塔侧油作为产品送加氢改质单元，另一部分塔侧油和塔底油作为循环溶剂送回煤液化单元配制油煤浆。

根据本发明的一种典型实施方式，步骤S1包括：S11、将煤直接液化残渣与萃取溶剂按照质量比1:1～10混合，得到第一混合液；以及S12、向第一混合液中通入N₂或H₂，并在0.2～2.0MPa下以5℃～30℃/h将混合液升温至60℃～300℃，恒温搅拌，热溶萃取，得到萃取混合物；其中热溶萃取的时间为10～60min，恒温搅拌的速率为50～300r/min。本发明将煤直接液化残渣与萃取溶剂按照质量比1:1～10混合可以保证萃取的效果和溶剂回收率，如果质量比高于1:1，则可能会出现萃取溶剂不能够完全将煤直接液化残渣溶解的情况，导致萃取不彻底；如果质量比低于1:10，则会造成萃取溶剂的浪费，增加后续萃取溶剂的回收成本。向混合液中通入N₂或H₂的目的是首先排除反应器如搅拌釜中的空气，使得反应在无氧的条件下进行。

本发明中一级固液分离和二级固液分离的方式包括热压过滤、真空热抽滤、旋流分离、重力沉降分离和蒸馏分离，本发明优选但并不局限于上述的固液分离方式，只要能够将固液分离并达到所需效果即可。当采用热压过滤的方式进行固液分离时，一级固液分离和二级固液分离的过滤温度为80℃～300℃，优选地，过滤温度为150℃～200℃；一级固液分离和二级固液分离的过滤压力为0.02KPa～2.0MPa，优选地，过滤压力为0.2MPa～1.0MPa。采用上述温度和压力范围内进行热压过滤，能够较大程度地将固液分离。除了热压过滤外，当一级固液分离和二级固液分离为旋流分离时，其中，一级固液分离和二级固液分离的温度为60℃～120℃，入口压力为0.3MPa～0.6MPa。

本发明经一级固液分离和二级固液分离后得到的一级萃余物和二级萃余物中的固含量均为50～80wt%，也就是说一级萃余物和二级萃余物中的溶剂含量均为20～50wt%。由于固体萃取物中的溶剂含量较高，为了对萃取溶剂进行充分循环利用以降低成本，根据本发明的一种典型实施方式，还包括对一级萃余物和二级萃余物进行汽提并回收萃取溶剂的步骤，其中，经汽提步骤得到的汽提萃余物进行气化或燃烧处理；以及经汽提步骤得到的液体部分进行油水分离，将经油水分离步骤得到的萃取溶剂返回热溶萃取步骤循环利用。经汽提后的固体萃取物中的固含量>90wt%，萃取溶剂含量小于5wt%。

本发明还包括将溶剂回收步骤得到的萃取溶剂返回热溶萃取步骤进行循环利用的过程，其中采用常压蒸馏、减压蒸馏和蒸发的方式对二级萃取液进行溶剂回收。

本发明经一级热溶萃取和两级固液分离得到的液化重质油与溶剂可以直接进入煤液化单元的常压塔和减压塔进行分离，分离出的液化重质油与液化过程中的其它溶剂油进行加氢反应，产物可以作为循环溶剂来使用。其中，加氢反应的温度为260℃～380℃，优选为280℃～370℃；压力为6～19MPa，优选为10～18MPa，反应液时空速（LHSV）为0.5～1.5h^-1，优选为0.8～1.2h^-1；气液比为300～1200m³/t，优选为600～1000m³/t；加氢催化剂选自Ni、Mo、Co和W元素中的两种或两种以上，以α-氧化铝、γ-氧化硅、氧化硅及分子筛等中的一种或两种为载体。二级萃取液经溶剂回收步骤后得到的沥青类物质的灰分含量为0.05～10wt%，硫含量小于0.03%，溶剂油含量小于5%，可以作为制备碳素材料的原料。

本发明经一级热溶萃取和两级固液分离得到的沥青类物质中的灰分含量小于0.2wt%。由于其灰分含量和喹啉不溶物低，芳碳率高，因此制备的沥青类物质是用于针状焦等高端碳素材料的理想原料。

下面结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果：

实施例1

1）将300kg煤直接液化残渣与750kg煤液化过程中产生的常侧二线油（馏程为160～260℃）加入至搅拌釜中，以50r/min的速率搅拌，向搅拌釜中充N₂至搅拌釜内的压力至0.2MPa，以每小时5℃的速率升温至60℃后，恒温搅拌，热溶萃取30min，得到萃取混合物。

2）采用热压过滤方式对萃取混合物进行固液分离。其中过滤温度为150℃，过滤压力为0.2MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为50μm。经一级过滤后，收集到一级萃取液和一级萃余物，将一级萃取液送入二级过滤器进行热压过滤，过滤温度为150℃，过滤压力为0.15MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为2μm。经过二级过滤后，收集到二级萃取液和二级萃余物。

3）将二级萃取液送入减压蒸馏塔进行溶剂回收，塔顶回收160～260℃的萃取溶剂循环利用，塔底收集到萃取物液化重质油和沥青类物质的混合物。

4）将液化重质油和沥青类物质的混合物送至亚临界反溶剂沉淀单元与亚临界反沉淀溶剂即煤液化过程中产生的常顶油（馏程60℃～120℃）混合，其中亚临界反溶剂沉淀时的压力为3.3MPa，液化重质油和沥青类物质的混合物的进料温度为130℃，亚临界反沉淀溶剂的进料温度为60℃，经亚临界反溶剂沉淀后得到液化重质油和沥青类物质。

5）将液化重质油送入煤液化单元蒸馏系统进行分离，液化重质油与煤液化单元的循环溶剂一起进行适度加氢，加氢反应温度为330℃，压力为17MPa，，反应液时空速（LHSV）为0.8h^-1；气液比为700m³/t，加氢催化剂主要组成为：以Ni、Mo为活性组元，以α-氧化铝为载体。

6）将一级萃余物与二级萃余物固体滤渣送入至汽提单元，液体部分经油水分离后，得到萃取溶剂可循环利用，固体汽提萃余物可配煤燃烧或气化。

实施例2

1）将300kg煤直接液化残渣与3000kg煤液化过程中产生的减一线油（馏程为180～220℃）加入至搅拌釜中，以75r/min的速率搅拌，向搅拌釜中充N₂至搅拌釜内的压力至1.0MPa，以每小时30℃的速率升温至120℃后，恒温搅拌，热熔萃取30min，得到萃取混合物。

2）采用热压过滤方式对萃取混合物进行固液分离。其中过滤温度为200℃，过滤压力为0.02MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为40μm。经一级过滤后，收集到一级萃取液和一级萃余物，将一级萃取液送入二级过滤器进行热压过滤，过滤温度为120℃，过滤压力为2.0MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为1μm。经过二级过滤后，收集到二级萃取液和二级萃余物。

3）将二级萃取液送入减压蒸馏塔进行溶剂回收，塔顶回收120～250℃的萃取溶剂循环利用，塔底收集到萃取物液化重质油和沥青类物质的混合物。

4）将液化重质油和沥青类物质的混合物送至亚临界反溶剂沉淀单元与亚临界反沉淀溶剂即煤液化过程中产生的减顶油（馏程80～150℃）混合，其中亚临界反溶剂沉淀时的压力为5.0MPa，液化重质油和沥青类物质混合物的进料温度为160℃，亚临界反沉淀溶剂的进料温度为100℃，经亚临界反溶剂沉淀后得到液化重质油和沥青类物质。

5）将液化重质油送入煤液化单元蒸馏系统进行分离，液化重质油与煤液化单元的循环溶剂一起进行适度加氢，加氢反应温度为330℃，压力为19MPa，，反应液时空速（LHSV）为0.9h^-1；气液比为700m³/t，加氢催化剂主要组成为：以Ni、Mo为活性组元，以α-氧化铝为载体。

6）将一级萃余物与二级萃余物固体滤渣送入至汽提单元，液体部分经油水分离后，得到萃取溶剂可循环利用，固体汽提萃余物可配煤燃烧或气化。

实施例3

1）将300kg煤直接液化残渣与1500kg煤液化过程中产生的减加氢稳定侧线油（馏程为130～260℃）加入至搅拌釜中，以125r/min的速率搅拌，向搅拌釜中充N₂至搅拌釜内的压力至2.0MPa，以每小时12.5℃的速率升温至300℃后，恒温搅拌，热熔萃取60min，得到萃取混合物。

2）采用热压过滤对萃取混合物进行固液分离。其中过滤温度为300℃，过滤压力为2MPa，滤芯孔径尺寸为45μm。经一级过滤后，收集到一级萃取液和一级萃余物，将一级萃取液送入二级带式抽滤，过滤温度为180℃，过滤压力为0.15MPa，滤布孔径尺寸为2μm。经过二级过滤后，收集到二级萃取液和二级萃余物。

3）将二级萃取液送入减压蒸馏塔进行溶剂回收，塔顶回收200～260℃的萃取溶剂循环利用，塔底收集到萃取物液化重质油和沥青类物质的混合物。

4）将液化重质油和沥青类物质的混合物送至亚临界反溶剂沉淀单元与亚临界反沉淀溶剂即煤液化过程中产生的加氢稳定塔顶油（馏程70～120℃）混合，其中亚临界反溶剂沉淀时的压力为2.9MPa，液化重质油和沥青类物质的混合物的进料温度为150℃，亚临界反沉淀溶剂的进料温度为100℃，经亚临界反溶剂沉淀后得到液化重质油和沥青类物质。

5）将液化重质油送入煤液化单元蒸馏系统进行分离，液化重质油与煤液化单元的循环溶剂一起进行适度加氢，加氢反应温度为340℃，压力为19MPa，，反应液时空速（LHSV）为0.9h^-1；气液比为800m³/t，加氢催化剂主要组成为：以Ni、Mo为活性组元，以氧化硅为载体。

6）将一级萃余物与二级萃余物固体滤渣送入至汽提单元，液体部分经油水分离后，得到萃取溶剂可循环利用，固体汽提萃余物可配煤燃烧或气化。

实施例4

操作步骤与实施例3相同，不同之处在于所采用的萃取溶剂和亚临界反沉淀溶剂。

对比例1

1）将300kg煤直接液化残渣与600kg第一萃取溶剂常顶油（馏程为40℃～110℃）加入搅拌釜中，以60r/min的速率搅拌，向搅拌釜中充N₂至搅拌釜内的压力至0.2MPa，以每小时10℃的速率升温至100℃后，恒温搅拌，一级热溶萃取30min，得到第一萃取混合物。

2）采用热压过率对第一萃取混合物进行固液分离。其中过滤温度为80℃，过滤压力为0.2MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为25μm。经一级过滤后，收集到一级萃余物和一级萃取液。将一级萃取液送入一级减压塔进行溶剂回收，塔底温度为250℃，塔顶温度为90℃，塔顶压力为2KPa，收集到液化重质油和第一萃取溶剂常顶油，将常顶油返回一级热溶萃取循环利用。

3）将收集到一级萃余物与第二萃取溶剂减侧一线油（馏程为180℃～220℃）加入至搅拌釜中，以55r/min的速率搅拌，充N₂至搅拌釜中压力为0.3MPa，以每小时30℃升温至160℃后，恒温搅拌，二级热溶萃取45min，得到第二萃取混合物。

4）将第二萃取混合物送入过滤器进行热压过滤，过滤温度为120℃，过滤压力为1.0MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为5μm。经过滤后，收集到二级萃余物和二级萃取液。将二级萃取液送入二级减压塔进行溶剂回收，塔底温度为320℃，塔顶温度为120℃，塔顶压力为2.5KPa，收集到沥青类物质和减侧一线油（第二萃取溶剂），减侧一线油返回二级热溶萃取进行循环利用。

5）将一级热溶萃取得到的液化重质油与煤液化单元的其他循环溶剂一起进入加氢单元进行适度加氢，加氢反应温度为330℃，压力为17MPa，，反应液时空速LHSV为0.8h^-1；气液比为700m³/t，加氢催化剂主要组成为：以Ni、Mo为活性组元，以α-氧化铝为载体。

6）将二级萃余物滤渣送入汽提单元，液体部分经油水分离后，得到的汽提萃余物可配煤燃烧或气化，得到的第二萃取溶剂可返回二级热溶萃取进行循环利用。

对比例2

1）将400kg煤直接液化残渣与1200kg第一萃取溶剂加氢稳定塔顶油（馏程为40℃～120℃）加入搅拌釜中，以75r/min的速率搅拌，向搅拌釜中充N₂至搅拌釜内的压力至0.4MPa，以每小时5℃的速率升温至60℃后，恒温搅拌，一级热溶萃取10min，得到第一萃取混合物。

2）采用热压过率对第一萃取混合物进行固液分离，过滤温度为70℃，过滤压力为0.3MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为15μm。经一级过滤后，收集到一级萃余物和一级萃取液。将一级萃取液送入一级减压塔进行溶剂回收，塔底温度为270℃，塔顶温度为90℃，塔顶压力为2KPa（绝对压力），收集到液化重质油和第一萃取溶剂加氢稳定塔顶油，将加氢稳定塔顶油返回一级热溶萃取循环利用。

3）将收集到一级萃余物与第二萃取溶剂常侧二线油（馏程为160℃～260℃）加入至搅拌釜中，以65r/min的速率搅拌，充N₂至搅拌釜中压力为0.2MPa，以每小时30℃升温至180℃后，恒温搅拌，二级热溶萃取35min，得到第二萃取混合物。

4）将第二萃取混合物送入过滤器进行热压过滤，过滤温度为210℃，过滤压力为0.02MPa，过滤器的滤芯孔径尺寸为2μm。经过过滤后，得到二级萃余物和二级萃取液。将二级萃取液送入二级减压塔进行溶剂回收，塔底温度为320℃，塔顶温度为131℃，塔顶压力为3KPa（绝对压力），收集到沥青类物质和第二萃取溶剂常侧二线油，常侧二线油返回二级热溶萃取进行循环利用。

5）将一级热溶萃取得到的液化重质油与煤液化单元的其他循环溶剂一起进入加氢单元进行适度加氢，加氢反应温度为350℃，压力为18.6MPa，反应液时空速LHSV为0.9h^-1；气液比为600m³/t，加氢催化剂主要组成为：以Ni、W为活性组元，以α-氧化铝为载体。

6）将二级萃余物滤渣送入汽提单元，液体部分经油水分离后，得到的汽提萃余物可配煤燃烧或气化，得到的第二萃取溶剂可返回二级热溶萃取进行循环利用。

实施例1～4的具体物质和数据详见表1，对比例1～2中的具体物质和数据见表2，其中所采用的原料均由中国神华煤制油化工有限公司提供。

表1

表2

从表1中可以看出，实施例1～4中，采用煤直接液化过程中产生的常侧二线油、减一线油和加氢稳定侧线油作为萃取溶剂，对煤液化残渣进行热溶萃取、一级固液分离、二级固液分离和亚临界反溶剂沉淀，其中采用馏分较轻的煤直接液化产生的常顶油、减顶油、加氢稳定塔顶油进行亚临界反溶剂沉淀，即充分利用特定馏分段的油品在亚临界状态下对煤直接液化残渣中有机质溶解能力的差异，有效地实现了液化重质油和沥青类物质的分离，得到的沥青类物质中灰分含量、喹啉不溶物含量以及重质油含量都较低。

从表2中可以看出，对比例1～2中采用常规的两级萃取工艺，其中一级萃取采用煤直接液化过程中产生的较轻的馏分油作为萃取溶剂对煤液化残渣进行萃取，经过一级固液分离后，分别得到一级萃取液和一级萃余物，一级萃余物再通过煤直接液化过程中产生的减一线油、常侧二线油萃取，经过二级固液分离后，分别得到二级萃取物和二级萃余物；将一级萃取液经过溶剂回收后得到液化重质油，二级萃取液经过溶剂回收后得到沥青类物质。

将表1和表2进行对比可以看出，对比例1～2中的萃取率要低于实施例1～4中的萃取率，对比例1中由于一级萃取液和一级萃余物的分离效果不好，部分液化重质油残留在一级萃余物中，导致二级萃余物沥青类物质中的液化重质油含量较高（37%以上）。因此采用常规的二级萃取对煤液化残渣中的液化重质油和沥青类物质的分离效果不如本发明中采用一级萃取和亚临界反溶剂沉淀相结合的工艺分离效果好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种从煤直接液化残渣中分离液化重质油和沥青类物质的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将所述煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，搅拌，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；

S2、将所述热溶萃取混合物进行一级固液分离，得到一级萃取液和一级萃余物；

S3、将所述一级萃取液进行二级固液分离，得到二级萃取液和二级萃余物；

S4、将所述二级萃取液进行溶剂回收，得到萃取物；以及

S5、将所述萃取物与亚临界反沉淀溶剂混合，亚临界反溶剂沉淀，分离，得到液化重质油和沥青类物质；其中，

所述萃取溶剂为煤直接液化过程中产生的常侧二线油、减一线油、加氢稳定侧线油中的一种或多种；所述萃取溶剂的馏程为120～280℃；

所述亚临界反沉淀溶剂为煤直接液化过程中产生的常顶油、减顶油、加氢稳定塔顶油中的一种或多种，所述亚临界反沉淀溶剂的馏程为40℃～160℃；

所述亚临界反沉淀反应的过程中，压力为3.3～5.0MPa，所述亚临界反沉淀溶剂的进料温度为60℃～100℃，所述萃取物的进料温度为130℃～160℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取溶剂的馏程为160℃～260℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚临界反沉淀溶剂的馏程为60℃～120℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、将所述煤直接液化残渣与所述萃取溶剂按照质量比1:1～10混合，得到第一混合液；以及

S12、向所述第一混合液中通入N₂或H₂，并在0.2～2.0MPa下以5℃～30℃/h将所述混合液升温至60℃～300℃，恒温搅拌，热溶萃取，得到所述萃取混合物；

所述热溶萃取的时间为10～60min，所述恒温搅拌的速率为50～300r/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一级固液分离和所述二级固液分离采用热压过滤、真空热抽滤、旋流分离、重力沉降分离或蒸馏分离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一级固液分离和所述二级固液分离采用热压过滤，其中，

所述一级固液分离和所述二级固液分离的过滤温度为80℃～300℃；

所述一级固液分离和所述二级固液分离的过滤压力为0.02KPa～2.0MPa。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述一级固液分离和所述二级固液分离的过滤温度为150℃～200℃；所述一级固液分离和所述二级固液分离的过滤压力为0.2MPa～1.0MPa。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一级固液分离和所述二级固液分离采用旋流分离，其中，

所述一级固液分离和所述二级固液分离的温度为60℃～120℃，入口压力为0.3MPa～0.6MPa。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对所述一级萃余物和所述二级萃余物进行汽提的步骤，其中，

对所述汽提步骤得到的汽提萃余物进行气化或燃烧处理；以及

对所述汽提步骤得到的液体部分进行油水分离，将经所述油水分离步骤得到的所述萃取溶剂返回所述热溶萃取步骤循环利用。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将所述溶剂回收步骤得到的所述萃取溶剂返回所述热溶萃取步骤进行循环利用的过程。