CN105705612A - 从煤焦油中除去污染物的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了从煤焦油中除去至少一种污染物的方法。该方法涉及用萃取剂萃取或者用吸附剂吸附。萃取剂包括以下至少一种：两亲性嵌段共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物、环糊精、官能化环糊精和环糊精官能化聚合物，且吸附剂包括膨胀石墨氧化物、热膨胀石墨氧化物或嵌入石墨化合物。

Description

从煤焦油中除去污染物的方法
优先权声明
本申请要求2013年11月19日提交的临时申请序列号61/905,895的权益，通过引用将其全部结合到本文中。
发明背景
许多不同类型的化学物质由石油的加工生产。然而，由于近几十年来提高的需求，石油变得越来越昂贵。
因此，尝试提供用于生产化学物质的原料的备选来源。现在关注由在国家如美国和中国大量可得的固体含碳材料如煤生产液态烃。
煤的热解产生焦炭和煤焦油。焦炭制备或“焦化”方法由将材料在密闭容器中在不存在氧气下加热至非常高的温度组成。焦炭是多孔但硬的残余物，其主要是碳和无机灰，其用于制备钢。
煤焦油是在加热期间释放的挥发性材料，它包含多种烃化合物的混合物。可将它分离以得到多种有机化合物，例如苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽和菲。这些有机化合物可用于制备大量产品，例如染料、药物、炸药、调味料、香料、防腐剂、合成树脂以及油漆和着色剂，但也可加工成燃料和石油化学中间体。由分离留下的残余沥青用于铺路、铺屋顶、防水和绝缘。
煤焦油具有需要除去的大量污染物，例如含氮、含氧或含硫化合物。
需要从煤焦油中除去污染物的其它方法。
发明概述
本发明一方面是从煤焦油中除去至少一种产物的方法。在一个实施方案中，本方法包括提供至少一部分煤焦油料流；通过用萃取剂萃取或者用吸附剂吸附而从至少一部分煤焦油料流中除去至少一种污染物以形成具有降低的至少一种污染物含量的经处理煤焦油料流，萃取剂包含以下至少一种：两亲性嵌段共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物、环糊精、官能化环糊精和环糊精官能化聚合物，吸附剂包含膨胀石墨氧化物(exfoliatedgraphiteoxide)、热膨胀石墨氧化物或嵌入石墨化合物(intercalatedgraphiteoxide)，且至少一种污染物包含氮杂环芳族化合物、氧杂环芳族化合物和硫杂环芳族化合物；和将至少一部分煤焦油料流分离成至少两个馏分。
附图简述
附图为对本发明方法的一个实施方案的阐述。
发明详述
附图显示煤转化方法5的一个实施方案。可将煤进料10送入热解区15、气化区20中，或者可将煤进料10分离成两个部分并送入二者中。
在热解区15中，将煤在高温，例如达2,000℃(3600℉)下在不存在氧气下加热以除去挥发性组分。焦化产生焦炭料流25和煤焦油料流30。焦炭料流25可用于其它方法如钢的生产中。
如果需要的话，可将来自焦化方法的包含挥发性组分的煤焦油料流30送入任选污染物脱除区35中。
如下文进一步描述，取决于特定污染物对产物或方法的影响和污染物脱除的原因，用于从煤焦油料流或另一工艺流中除去一种或多种污染物的污染物脱除区35可位于沿着方法的各个位置。例如，污染物脱除区35可位于分离区45上游，如图中所示。一些污染物确定干扰下游加工步骤或烃转化方法，在这种情况下，污染物脱除区35可位于分离区45上游或者在分离区45与特定下游加工步骤之间。应当除去其它确定了的污染物以满足特定产物规格。如果想要从烃或工艺流中除去多种污染物，则各个污染物脱除区可位于沿着方法的不同位置。在又一路线中，污染物脱除区可与系统内的另一方法重叠或联合，在这种情况下，污染物可在方法的另一部分，包括但不限于分离区或下游烃转化区期间除去。这可用对这些特定区、反应器或方法改进或不改进而实现。尽管污染物脱除区通常位于烃转化反应器下游，应当理解与此一致的污染物脱除区可位于分离区上游、分离区与烃转化区之间或者烃转化区下游或者沿着工艺流内的其它料流，例如载体流体料流、燃料料流、氧气来源料流或者本文所述系统和方法中使用的任何料流。污染物浓度通过从煤焦油料流30中除去至少一部分污染物而控制。如本文所用，术语除去可指实际除去，例如通过吸附、吸收或膜分离，或者它可指污染物转化成更加耐受的化合物，或者二者。
常规污染物脱除方法可用于任选污染物脱除区35，包括但不限于吸附和氧化。典型的吸附剂包括但不限于沉积在选自由分子筛、氧化铝、活性炭和硅胶组成的组的载体上的贵金属；选自由八面沸石(13X、CaX、NaY、CaY和ZnX)、菱沸石、斜发沸石和LTA(3A、4A、5A)沸石组成的组的银浸渍沸石；活性炭载体或活性氧化铝载体上载的硫或金属硫化物；或者载体上载的金属硫化物、金属氧化物或金属碳酸盐，金属选自由铜、银、金、锑、铅和锰组成的组，且载体选自由活性氧化铝、粘土或活性炭组成的组。
如果需要的话，在煤焦油料流与萃取剂或吸附剂接触以前可使用任何合适的方法降低煤焦油料流的粘度。例如，可在任选污染物脱除区以前或以后降低粘度。降低煤焦油料流的粘度的合适方法包括但不限于将煤焦油料流与溶剂混合(未显示)。
将来自污染物脱除区35的去污煤焦油料流40送入分离区45中，在那里将它分离成两个或更多个馏分。煤焦油包含具有宽范围沸点的杂环芳族化合物及其衍生物的复杂混合物。馏分的数目和各种馏分中的组分可如本领域中熟知的变化。典型的分离方法涉及将煤焦油分离成4-6个料流。例如，可存在包含NH3、CO和轻质烃的馏分，具有0℃至180℃的沸点的轻油馏分，具有180℃至230℃的沸点的中油馏分，具有230-270℃的沸点的重油馏分，具有270℃至350℃的沸点的蒽油馏分，和沥青。
轻油馏分包含化合物，例如苯、甲苯、二甲苯、石脑油、香豆酮-茚、二环戊二烯、吡啶和皮考啉。中油馏分包含化合物，例如苯酚、甲酚和甲苯基酸、二甲酚、萘、高沸点焦油酸和高沸点焦油碱。重油馏分包含苯吸收油和杂芬油。蒽油馏分包含蒽。沥青为主要包含芳族烃和杂环化合物的煤焦油蒸馏的残余物。
如所述，将煤焦油进料40分离成包含气体如NH3和CO以及轻质烃如乙烷的气体馏分50，具有不同沸点范围的烃馏分55、60和65，和沥青馏分70。
合适的分离方法包括但不限于分馏、溶剂萃取和吸附。
根据需要，可进一步加工馏分50、55、60、65、70中的一个或多个。
如所述，将馏分60送入处理区61中用于萃取或吸附。
在萃取方法中，将萃取剂料流62引入处理区61中并接触去污煤焦油料流。萃取剂料流62可以为处理区中萃取剂料流和煤焦油料流的混合物的1-99重量％。萃取可在0-250℃的温度下进行。当萃取剂包含超临界组分时，温度是所选择超临界组分的超临界条件所需的。
将萃取剂和产物分离。如果需要的话，可使萃取剂再循环。将至少一种污染物63从馏分60中除去。然后可将污染物回收并且如果需要的话(未显示)，送去进行另外的处理。
萃取剂可以为两亲性嵌段共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物、环糊精、官能化环糊精和环糊精官能化聚合物中的一种或多种。
环糊精(CD)为环状低聚糖。它们具有形成良好限定的空穴的特性环形形状。空穴通常为深，且取决于葡萄糖单元的数目，具有5-10nm的直径。由于羟基的存在，空穴的外部为亲水性的，而由于碳和氢原子的存在，内部空穴为疏水性的。
CD可将客体分子容纳在空穴中。通常，客体分子的较小极性部分在空穴中，且较大极性部分在外部。CD外部的羟基可以为官能化的，且官能化CD可以是聚合的。离子液体可用于将CD官能化。可将CD官能化以改变它们的性能和/或引入具有比活度的基团。官能化可涉及一个或多个羟基。
CD、官能化CD和CD官能化聚合物描述于Ondo等人，InteractionofIonicLiquidsIonswithNaturalCyclodextrins，J.Phys.Chem.B，2011，115，10285-10297；He等人，InteractionofIonicLiquidsIonsandβ-Cyclodextrin，J.Phys.Chem.B，2009，113，231-238；Mahlambi等人，“PolymerizationofCyclodextrin-IonicLiquidComplexesfortheRemovalofOrganicandInorganicContaminantsfromWater”，InTech2011，115-150，www.intechopen.com；Rogalski等人，Physico-ChemicalPropertiesandPhaseBehavioroftheIonicLiquid-β-CyclodextrinComplexes，Int.J.Mol.Sci.2013，14，16638-16655；Zheng等人，TheEnhancedDissolutionofβ-CyclodextrininSomeHydrophilicIonicLiquids，J.Phys.Chem.A，2010，114，3926-3931；Uemasu，EffectofMethanol-WaterMixtureSolventonConcentrationofIndoleinCoalTarUsingα-CyclodextrinasComplexingAgent，SekiyuGakkaishi，34，(4)，371-374(1991)中；通过引用将其各自结合到本文中。
聚甲基丙烯酸甲酯和多环芳族烃的包合配合物也可用作萃取剂。间同立构聚甲基丙烯酸甲酯可形成多环芳族烃包含在其中的螺旋空穴。包合配合物的形成描述于Kawauchi等人，FormationoftheInclusionComplexofHelicalSyndiotacticPoly(methylmethacrylate)andPolycyclicAromaticHydrocarbons，Macromolecules，2011，44，3452-3457中，通过引用将其结合到本文中。
两亲性嵌段共聚物具有交替的亲水性聚合物嵌段和疏水性聚合物嵌段。两亲性嵌段共聚物包含选自聚氧化乙烯(EO)嵌段、聚氧化丙烯(PO)嵌段、氧化丁烯(BO)嵌段、聚硅氧烷(SC)嵌段、氨基甲酸酯(UO)嵌段、聚氨酯离聚物(PI)嵌段、丙烯酸酯离聚物(AI)嵌段、聚甲基丙烯酸酯(MA)嵌段、聚丙烯酸(AA)嵌段和聚偏二氯乙烯(VC)嵌段中的至少两个嵌段。合适的两亲性嵌段共聚物的实例包括但不限于EO-PO、EO-PO-EO、PO-EO-PO、EO-BO、PI-EO、AI-EO、SI-EO等。这些通常为嵌段共聚物中2个或3个不同的嵌段。
两亲性嵌段共聚物描述于Tungittiplakorn等人，“EngineeredPolymericNanoparticlesforSoilRemediation”，Environ.Sci.Technol.2004，38，1605-1610；Tungittiplakorn等人，“EngineeredPolymericNanoparticlesforBioremediationofHydrophobicContaminants”，Environ.Sci.Technol.2005，39，1354-1358；Qiao等人，“StabilizedMicellesofAmphotericPolyurethaneFormedbyThermoresponsiveMicellizationinHClAqueousSolution”，Langmuir，2008，24，3122-3126；Velasquez等人，Poly(vinylidenechloride)-BasedAmphiphilicBlockCopolymers，Macromolecules，2013，46，664-673；和美国公开Nos.2013/0030131，2008/0045687中，通过引用将其各自结合到本文中。
可任选将CD、官能化CD、CD-官能化聚合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物和两亲性嵌段共聚物溶于离子液体、超临界流体或者二者中。作为选择，如果需要的话，它们可不用离子液体或超临界流体而使用。
离子液体为由离子组成的非水有机盐，其中正离子用负离子电荷平衡。这些材料具有通常在100℃以下的低熔点、不可检测的蒸气压力以及良好的化学和热稳定性。盐的阳离子电荷位于杂原子如氮、磷、硫、砷、硼、锑和铝上，且阴离子可以为任何无机、有机或有机金属物种。合适的离子液体包括但不限于咪唑基离子液体、吡咯烷基离子液体、吡啶基离子液体、锍基离子液体、基离子液体和铵基离子液体及其组合。
超临界流体为在临界点以上的温度和压力下的物质，其中不存在明显的气相和液相。它们具有液体和蒸气的性能。合适的超临界流体包括但不限于超临界二氧化碳、超临界氨、超临界乙烷、超临界丙烷、超临界丁烷和超临界水及其组合。在一些实施方案中，来自分离区的气体馏分可用作超临界二氧化碳或超临界氨的二氧化碳或氨来源。
作为选择，将馏分60送入处理区61中并与吸附剂接触。吸附通常在0-150℃的温度下进行。在一个实施方案中，在吸附剂床完全负载至容量以后，将解吸剂引入床中，然后从解吸剂/污染物混合物中回收污染物。作为选择，可将床加热以除去吸附的污染物。在一些实施方案中，在第一床解吸期间将煤焦油料流用管输送至另一吸附剂床。
吸附剂包含膨胀石墨氧化物、热膨胀石墨氧化物或嵌入石墨化合物。膨胀石墨氧化物、热膨胀石墨氧化物和嵌入石墨化合物描述于Hristea等人，CharacterizationofExfoliatedGraphiteforHeavyOilSorption，J.ThermalAnal.AndCalorimetry，第91卷(2008)3，817-823；Tryba等人，InfluenceofchemicallypreparedH2SO4-graphiteintercalationcompound(GIC)precursoronparametersofexfoliatedgraphite(EG)foroilsorptionfromwater，Carbon，41(2002)2009-2025；Tryba等人，ExfoliatedgraphiteasaNewSorbentforRemovalofEngineOilsfromWasteWater，SpillScienceandTech.Bull.，第8卷，Nos.5-6，569-571；Toyoda等人，HeavyoilsorptionusingexfoliatedgraphiteNewapplicationofexfoliatedgraphitetoprotectheavyoilpollution，Carbon，38(2000)199-210；和美国专利Nos.7,658,901中，通过引用将其各自结合到本文中。
来自萃取或吸附方法的污染物包括但不限于氮杂环芳族化合物、氧杂环芳族化合物和硫杂环芳族化合物及其组合。
在一些实施方案中，将至少两种污染物从馏分60中除去。第一产物可使用第一萃取剂或吸附剂除去，然后第二产物可使用第二萃取剂或吸附剂除去。
如所示，将污染物从馏分60中除去。如本领域技术人员所理解，如上文关于任选污染物脱除区35所讨论的，取决于特定污染物对产物或方法的影响，处理区61可位于沿着方法的各个位置。处理区61可位于任选污染物脱除区35以前、以后或者代替它，在分离区45以前或以后，或者在烃转化区75以前或以后，以及在其它合适位置上。当处理区61如所述位于分离区45以后，则处理一部分煤焦油料流(如所述，馏分60)。当处理区61位于分离区45以前时，可处理所有或一部分煤焦油料流30。
可将处理的馏分64送入一个或多个烃转化区中。例如，可将处理的馏分送入烃转化区75中用于加氢裂化，例如以产生产物85。合适的烃转化区包括但不限于加氢处理区、加氢裂化区、流化催化裂化区、烷基化区、烷基转移区、氧化区和氢化区。
加氢处理是其中氢气在主要对从烃原料中除去杂原子如硫、氮、氧和金属而言是活性的合适催化剂的存在下与烃料流接触的方法。在加氢处理中，可使具有双键和三键的烃饱和。也可将芳族化合物饱和。典型的加氢处理反应条件包括290℃(550℉)至455℃(850℉)的温度，3.4MPa(500psig)至27.6MPa(4000psig)的压力，0.5hr-1至4hr-1的液时空速，和168至1,011Nm3/m3油(1,000-6,000scf/bbl)的氢气率。典型的加氢处理催化剂包括高表面积载体材料，优选氧化铝上载的至少一种VIII族金属，优选铁、钴和镍以及至少一种VI族金属，优选钼和钨。其它典型的加氢处理催化剂包括沸石催化剂，以及贵金属催化剂，其中贵金属选自钯和铂。
加氢裂化为其中烃在氢气的存在下裂化成较低分子量烃的方法。典型的加氢裂化条件可包括290℃(550℉)至468℃(875℉)的温度，3.5MPa(500psig)至20.7MPa(3000psig)的压力，1.0至小于2.5hr-1的液时空速(LHSV)，和421-2,527Nm3/m3油(2,500-15,000scf/bbl)的氢气率。典型的加氢裂化催化剂包括与一种或多种VIII族或VIB族金属氢化组分组合的无定形二氧化硅-氧化铝基础物或低含量沸石基础物，或者VIII族金属氢化组分沉积于其上的结晶沸石裂化基础物。其它氢化组分可选自VIB族以与沸石基础物结合。
流化催化裂化(FCC)为通过使较重烃在流化反应区中与催化颗粒材料接触而实现的催化烃转化方法。催化裂化中的反应在不存在实质上加入的氢气下或者消耗氢气而进行。该方法通常使用具有悬浮于进料烃的上升流中以形成流化床的颗粒的粉状催化剂。在代表性方法中，裂化在提升器中进行，所述提升器为竖直或向上倾斜的管。通常，将预热进料借助进料喷嘴喷入提升器的底部中，在那里它接触热流化催化剂并在与催化剂接触时蒸发，并且进行裂化，将高分子量油转化成较轻组分，包括液化石油气(LPG)、汽油和蒸馏物。催化剂-进料混合物向上流过提升器短时间(几秒)，然后将混合物在旋风器中分离。将烃送入分馏器中以分离成LPG、汽油、柴油、煤油、喷射燃料和其它可能的馏分。当通过提升器时，裂化催化剂减活，因为该方法伴随形成沉积在催化剂颗粒上的焦炭。将被污染的催化剂与裂化烃蒸气分离，并用蒸汽进一步处理以除去保留在催化剂的孔中的烃。然后将催化剂送入再生器中，在那里将焦炭从催化剂颗粒的表面上烧掉，因此恢复催化剂的活性并提供下一反应循环所需的热。裂化方法是吸热的。再生的催化剂然后用于下一循环中。典型的FCC条件包括400℃至800℃的温度，0-688kPag(0-100psig)的压力，和0.1秒至1小时的接触时间。条件基于待裂化的烃原料和所需裂化产物确定。沸石基催化剂常用于FCC反应器中，如包含沸石、二氧化硅-氧化铝、氧化铝和其它粘合剂的复合催化剂。
烷基转移为导致烷基从一种有机化合物转移至另一种的化学反应。催化剂，特别是沸石催化剂通常用于进行该反应。如果需要的话，烷基转移催化剂可使用贵金属或贱金属金属稳定化，并且可包含合适的粘合剂或基体材料如无机氧化物和其它合适的材料。在烷基转移方法中，将多烷基芳族烃进料和芳族烃进料供入烷基转移反应区中。通常将进料加热至反应温度，然后通过可包含一个或多个单独反应器的反应区。组合进料通过反应区产生包含未转化进料和产物单烷基化烃的流出物流。通常将该流出物冷却并进入汽提塔中，其中将存在于流出物中的基本所有C5和较轻烃冷凝到顶部料流中并从方法中除去。富芳族化合物料流作为净汽提器底部产物回收，其称为烷基转移流出物。
烷基转移反应可以以任何常规或者方便的方式与催化复合物接触而进行，并且可包括分批或连续类型的操作，其中优选连续操作。烷基转移催化剂有用地作为固定床置于竖直管反应器的反应区中，其中烷基芳族原料以向上流或向下流方式通过该床装入。烷基转移区通常在包括130℃至540℃的温度的条件下操作。烷基转移区通常在100kPa至10MPa绝对压力的适度升高压力下操作。烷基转移反应可经宽范围的空速进行。即，每小时每体积催化剂的进料体积，重时空速(WHSV)通常为0.1-30hr-1。通常选择催化剂以具有在高活性水平下的较高稳定性。
烷基化通常用于将轻烯烃，例如链烯烃如丙烯和丁烯的混合物，与异丁烷结合以产生较高辛烷值支链链烷烃燃料，包括异庚烷和异辛烷。类似地，烷基化反应可使用芳族化合物如苯代替异丁烷进行。当使用苯时，由烷基化反应产生的产物为烷基苯(例如甲苯、二甲苯、乙苯等)。对于异丁烷烷基化，通常将反应物在强酸催化剂如硫酸或氢氟酸的存在下混合。烷基化反应在温和温度下进行，且通常为两相反应。由于反应为放热的，需要冷却。取决于所用催化剂，通常精炼厂冷却水提供足够的冷却。作为选择，可提供冷却了的冷却介质以冷却反应。催化剂将链烯烃质子化以产生反应性碳正离子，其将异丁烷反应物烷基化，因此由异丁烷形成支链链烷烃。芳族化合物烷基化现在通常用固体酸催化剂，包括沸石或无定形二氧化硅-氧化铝进行。
烷基化反应区保持在足以保持反应物为液相的压力下。对于氢氟酸催化剂，通常的操作压力范围为200-7100kPa绝对压力。该组条件涵盖的温度范围为-20℃至200℃。对于芳族化合物的至少烷基化，氢氟酸与进入反应器中的烃的总量的体积比应保持在0.2:1-10:1，优选0.5:1-2:1的宽范围内。
在一些方法中，将所有或一部分煤进料10与氧气95和蒸汽100混合并在气化区20中在热和压力下反应以形成合成气105，其为一氧化碳和氢气的混合物。合成气105可使用费托反应进一步加工以产生汽油或者使用水煤气轮换反应以产生更多氢气。
氧化涉及将烃氧化成含氧化合物如醛。烃包括通常具有2-15的碳数的烷烃、链烯烃，和烷基芳族化合物。可使用线性、支化和环烷烃。也可使未完全氧化成酮或羧酸的氧合物经受氧化方法，以及包含-S-H结构部分、噻吩环和砜基团的硫化合物。该方法通过将氧化催化剂放入反应区中并使包含所需烃的进料流与催化剂在氧气的存在下接触而进行。可使用的反应器的类型为本领域中熟知的任何类型，例如固定床、移动床、多管、CSTR、流化床等。进料流可以以液相、气相或者混合相向上流或向下流流过催化剂床。在流化床的情况下，进料流可并流或逆流流动。在CSTR中，进料流可连续地加入或分批加入。进料流包含所需可氧化物种以及氧气。氧气可作为纯氧气或者作为空气，或者作为液相氧化剂，包括过氧化氢、有机过氧化物或过氧酸引入。氧气(O2)与待氧化基质的摩尔比可以为5:1-1:10。除氧气和烷烃或链烯烃外，进料流还可包含选自氮气、氖气、氩气、氦气、二氧化碳、蒸汽或其混合物的稀释剂气体。如所述，氧气可作为还可提供稀释剂的空气加入。稀释剂气体与氧气的摩尔比为大于0至10:1。催化剂和进料流在包括25℃至600℃的温度、101kPa至5,066kPa的压力和100-100,000hr-1的空速的氧化条件下反应。
氢化涉及将氢加入可氢化烃化合物中。作为选择，氢气可以以具有借助用或不用催化剂的转移氢化方法容易得到的氢的含氢化合物如萘满、醇、氢化萘以及其它提供。将可氢化烃化合物引入氢化区中并与富氢气相和氢化催化剂接触以将至少一部分可氢化烃化合物氢化。催化氢化区可包含固定、沸腾或流化催化剂床。作为选择，氢化方法可在CSTR中在液相中进行。该反应区通常在689kPa表压(100psig)至13790kPa表压(2000psig)的压力下，具有177℃(350℉)至454℃(850℉)的最大催化剂床温度。液时空速通常为0.2hr-1至10hr-1，且氢气循环率为200标准立方英尺每桶(SCFB)(35.6m3/m3)至10,000SCFB(1778m3/m3)。
具体实施方案
尽管连同具体实施方案描述了下文，应当理解该描述意欲阐述且不限制先前说明书和所附权利要求书的范围。
本发明第一实施方案为从煤焦油中除去至少一种污染物的方法，其包括提供至少一部分煤焦油料流；通过用萃取剂萃取或者用吸附剂吸附从至少一部分煤焦油料流中除去至少一种污染物以形成具有降低的至少一种污染物含量的经处理煤焦油料流，萃取剂包含以下至少一种：两亲性嵌段共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物、环糊精、官能化环糊精和环糊精官能化聚合物，吸附剂包含膨胀石墨氧化物、热膨胀石墨氧化物或嵌入石墨化合物，且至少一种污染物包含氮杂环芳族化合物、氧杂环芳族化合物和硫杂环芳族化合物；将至少一部分煤焦油料流分离成至少两个馏分。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中萃取剂包含两亲性嵌段共聚物，且其中两亲性嵌段共聚物包含选自聚氧化乙烯嵌段、聚氧化丙烯嵌段、氧化丁烯嵌段、聚硅氧烷嵌段、氨基甲酸酯嵌段、聚氨酯离聚物嵌段、丙烯酸酯离聚物嵌段、聚甲基丙烯酸酯嵌段、聚丙烯酸嵌段和聚偏二氯乙烯嵌段的至少两个嵌段。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中萃取剂进一步包含离子液体或超临界流体或者二者。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中萃取剂进一步包含离子液体，且其中离子液体选自咪唑基离子液体、吡咯烷基离子液体、吡啶基离子液体、锍基离子液体、基离子液体和铵基离子液体。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中萃取剂进一步包含超临界流体，且其中超临界流体包含超临界二氧化碳、超临界氨、超临界乙烷、超临界丙烷、超临界丁烷或超临界水。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中超临界流体为超临界氨，其中分离的馏分中的一个包含氨，且其中将馏分中的氨加工成超临界氨。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中超临界流体为超临界二氧化碳，其中分离的馏分中的一个包含二氧化碳，且其中将馏分中的二氧化碳加工成超临界二氧化碳。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中除去至少两种污染物，且其中第一污染物使用第一萃取剂或吸附剂除去，且其中第二污染物在除去第一污染物以后且在将至少一部分煤焦油料流分离成至少两个馏分以前使用第二萃取剂或吸附剂除去。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括通过用第二吸附剂吸附或者氧化反应除去至少一种其它污染物，至少一种其它污染物包含砷、金属化合物、汞卤化物、元素汞、无机卤化物、有机卤化物和煤焦油不溶物，且其中第二吸附剂包含沉积在选自由分子筛、氧化铝、活性炭和硅胶组成的组的载体上的贵金属；选自由八面沸石(13X、CaX、NaY、CaY和ZnX)、菱沸石、斜发沸石和LTA(3A、4A、5A)沸石组成的组的银浸渍沸石；活性炭载体或活性氧化铝载体上载的硫或金属硫化物；或者载体上载的金属硫化物、金属氧化物或金属碳酸盐，金属选自由铜、银、金、锑、铅和锰组成的组，且载体选自由活性氧化铝、粘土或活性炭组成的组。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括在除去至少一种污染物以前降低至少一部分煤焦油料流的粘度。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中粘度通过将至少一部分煤焦油馏分与溶剂混合而降低。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括加工至少一个馏分以产生至少一种产物。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中至少一个馏分通过加氢处理、加氢裂化、流化催化裂化、烷基化、烷基转移、氧化或氢化中的至少一种加工。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中至少一种污染物在将至少一部分煤焦油料流分离成至少两个馏分以前除去。本发明一个实施方案为从该段中第一实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中至少一种污染物在将至少一部分煤焦油料流分离成至少两个馏分以后除去。
本发明第二实施方案为从煤焦油中除去至少一种污染物的方法，其包括将煤进料热解成煤焦油料流和焦炭料流；通过用萃取剂萃取或者用吸附剂吸附从至少一部分煤焦油料流中除去至少一种污染物以形成具有降低的至少一种污染物含量的经处理煤焦油料流，萃取剂包含以下至少一种：两亲性嵌段共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物、环糊精、官能化环糊精和环糊精官能化聚合物，吸附剂包含膨胀石墨氧化物、热膨胀石墨氧化物或嵌入石墨化合物，且至少一种污染物包含氮杂环芳族化合物、氧杂环芳族化合物和硫杂环芳族化合物；将煤焦油部分分离成至少两个馏分；和加工至少一个馏分以产生至少一种产物。本发明一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中萃取剂包含两亲性嵌段共聚物，且其中两亲性嵌段共聚物包含选自聚氧化乙烯嵌段、聚氧化丙烯嵌段、氧化丁烯嵌段、聚硅氧烷嵌段、氨基甲酸酯嵌段、聚氨酯离聚物嵌段、丙烯酸酯离聚物嵌段、聚甲基丙烯酸酯嵌段、聚丙烯酸嵌段和聚偏二氯乙烯嵌段的至少两个嵌段。本发明一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中萃取剂进一步包含离子液体或超临界流体或者二者。本发明一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其进一步包括在除去至少一种污染物以前降低煤焦油馏分的粘度。本发明一个实施方案为从该段中第二实施方案开始的该段中先前实施方案中的一个、任何或者所有，其中至少一个馏分通过加氢处理、加氢裂化、流化催化裂化、烷基化、烷基转移、氧化或氢化中的至少一种加工。
尽管在本发明的先前详细说明中提出了至少一个示例实施方案，但应当理解存在大量变化方案。还应当理解一个或多个示例实施方案仅为实例，且不意欲以任何方式限制本发明的范围、应用或构型。而是，先前详细说明提供给本领域技术人员执行本发明示例实施方案的方便路线图。应当理解可不偏离如所附权利要求书所述本发明范围而做出对示例实施方案中所述元素的功能和配置的各种改变。

Claims (10)

1.从煤焦油中除去至少一种污染物的方法，其包括：
提供至少一部分煤焦油料流(30)；
通过用萃取剂萃取或者用吸附剂吸附而从至少一部分煤焦油料流(30)中除去至少一种污染物以形成具有降低的至少一种污染物含量的经处理煤焦油料流，萃取剂包含以下至少一种：两亲性嵌段共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和多环芳族烃的包合配合物、环糊精、官能化环糊精和环糊精官能化聚合物，吸附剂包含膨胀石墨氧化物、热膨胀石墨氧化物或嵌入石墨化合物，且至少一种污染物包含氮杂环芳族化合物、氧杂环芳族化合物和硫杂环芳族化合物；
将至少一部分煤焦油料流(30)分离成至少2个馏分。
2.根据权利要求1的方法，其中萃取剂包含两亲性嵌段共聚物，且其中两亲性嵌段共聚物包含选自聚氧化乙烯嵌段、聚氧化丙烯嵌段、氧化丁烯嵌段、聚硅氧烷嵌段、氨基甲酸酯嵌段、聚氨酯离聚物嵌段、丙烯酸酯离聚物嵌段、聚甲基丙烯酸酯嵌段、聚丙烯酸嵌段和聚偏二氯乙烯嵌段的至少两个嵌段。
3.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中萃取剂进一步包含离子液体或超临界流体或者二者。
4.根据权利要求3的方法，其中萃取剂进一步包含离子液体，且其中离子液体选自咪唑基离子液体、吡咯烷基离子液体、吡啶基离子液体、锍基离子液体、基离子液体和铵基离子液体。
5.根据权利要求3的方法，其中萃取剂进一步包含超临界流体，且其中超临界流体包含超临界二氧化碳、超临界氨、超临界乙烷、超临界丙烷、超临界丁烷或超临界水。
6.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中除去至少两种污染物，且其中第一污染物使用第一萃取剂或吸附剂除去，且其中第二污染物在除去第一污染物以后且在将至少一部分煤焦油料流(30)分离成至少两个馏分以前使用第二萃取剂或吸附剂除去。
7.根据权利要求1-2中任一项的方法，其进一步包括通过用第二吸附剂吸附或者氧化反应除去至少一种其它污染物，至少一种其它污染物包含砷、金属化合物、汞卤化物、元素汞、无机卤化物、有机卤化物和煤焦油不溶物，且其中第二吸附剂包含沉积在选自由分子筛、氧化铝、活性炭和硅胶组成的组的载体上的贵金属；选自由八面沸石(13X、CaX、NaY、CaY和ZnX)、菱沸石、斜发沸石和LTA(3A、4A、5A)沸石组成的组的银浸渍沸石；活性炭载体或活性氧化铝载体上载的硫或金属硫化物；或者载体上载的金属硫化物、金属氧化物或金属碳酸盐，金属选自由铜、银、金、锑、铅和锰组成的组，且载体选自由活性氧化铝、粘土或活性炭组成的组。
8.根据权利要求1-2中任一项的方法，其进一步包括在除去至少一种污染物以前降低至少一部分煤焦油料流(30)的粘度。
9.根据权利要求8的方法，其中粘度通过将至少一部分煤焦油料流(30)与溶剂混合而降低。
10.根据权利要求1-2中任一项的方法，其进一步包括加工(75)至少一个馏分以产生至少一种产物，其中至少一个馏分通过加氢处理、加氢裂化、流化催化裂化、烷基化、烷基转移、氧化或氢化中的至少一种加工。
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