α-Fe在煤直接液化中的应用以及煤直接液化的方法与流程

技术特征：
1.α-fe在煤直接液化中的应用，其中，α-fe在煤直接液化过程中用作液化反应催化剂。2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述α-fe的粒径为0.01-1μm，优选为0.05-0.1μm。3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述α-fe的制备方法包括：在还原性气体存在下，将铁氧化物和供氢溶剂混合并进行还原反应。4.根据权利要求3所述的应用，其中，所述还原性气体选自h2和/或co，优选为h2；和/或，所述铁氧化物选自γ-fe2o3、α-fe2o3和fe3o4中的至少一种，优选为γ-fe2o3和/或α-fe2o3；和/或，所述供氢溶剂选自四氢萘、十氢萘、二氢蒽、二氢菲和二氢芘中的至少一种，优选为四氢萘和/或十氢萘；优选地，所述铁氧化物的粒径为0.01-1μm，优选为0.05-0.1μm；优选地，所述铁氧化物与供氢溶剂的重量比为1：1-10，优选为1：2-8。5.根据权利要求3所述的应用，其中，所述还原反应的条件包括：初始压力2-8mpa，反应温度300-450℃，升温速率20-100℃/min，反应时间20-80min；优选地，所述还原反应的条件包括：初始压力4-6mpa，反应温度380-420℃，升温速率50-80℃/min，反应时间30-60min；优选地，所述方法还包括对还原反应产物进行固液分离和干燥。6.根据权利要求5所述的应用，其中，所述固液分离的方式选自过滤和/或离心；和/或，所述干燥的方式包括真空干燥和/或氮气干燥；和/或，所述干燥的条件使得干燥产物中的液体含量不超过1重量％，优选为0.1-0.5重量％优选地，所述干燥的条件包括温度105-120℃，真空度0至-0.1mpa。7.根据权利要求1所述的应用，其中，所述煤直接液化的原料选自低阶煤，优选为烟煤、次烟煤和褐煤中的至少一种；优选地，所述煤的挥发分≥35重量％；优选地，所述煤的粒度不超过0.15mm，优选不超过0.075mm。8.一种煤直接液化的方法，其特征在于，所述方法包括将油煤浆在液化反应条件下进行液化，其中，所述油煤浆包括煤、催化剂和溶剂，所述催化剂包括α-fe。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述催化剂中，α-fe的含量≥95重量％；和/或，所述液化反应体系中不含额外添加的s；和/或，所述煤选自低阶煤，优选所述煤为烟煤、次烟煤和褐煤中的至少一种；和/或，所述溶剂选自四氢萘、十氢萘、二氢蒽、二氢菲和二氢芘中的至少一种；优选地，所述煤为粒径不超过0.15mm的煤粉，优选所述煤粉的粒径不超过0.075mm；优选地，所述油煤浆中，催化剂含量占干燥无灰基煤重量的1-5重量％，优选为2-3重量％；优选地，所述油煤浆中，煤与溶剂的用量比为30-50：70-50，优选为35-45：65-55。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述液化反应条件包括：温度420-480℃，压力4-20mpa，反应时间10-60min，升温速率10-50℃/min；优选地，所述液化采用分段液化的方式进行，优选所述分段液化的方式包括：低温液化阶段：温度360-430℃，压力5-20mpa，反应时间20-50min，升温速率20-40℃/
min；高温液化阶段：温度400-470℃，压力10-25mpa，反应时间20-50min，升温速率20-40℃/min；更优选地，所述高温液化阶段的反应温度比低温液化的反应温度高40-80℃，优选高60-70℃；更优选地，所述高温液化阶段的反应压力比低温液化阶段的反应压力高5-10mpa，优选高6-8mpa。

技术总结
本发明涉及煤化工及清洁能源技术领域，公开了α-Fe在煤直接液化中的应用以及煤直接液化的方法。本发明提供的技术方案中，以α-Fe为催化剂催化煤直接液化反应，且在使用α-Fe时无需添加硫元素，降低了油品及液化残渣中的硫化合物含量，有利于油品的进一步精制及液化残渣的利用。同时，配合本发明提供的煤直接液化方法，能够进一步促进低阶煤的液化转化，提高其液化转化率和油产率，还能防止高温过度反应的结焦问题，延长反应运行周期。延长反应运行周期。延长反应运行周期。


技术研发人员：赵润泽 高山松 王洪学 舒歌平 杨葛灵
受保护的技术使用者：中国神华煤制油化工有限公司上海研究院
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/15