CN109593553B - 煤基高密度液体燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤基高密度液体燃料及其制备方法。其中，该制备方法包括：S1，将煤直接液化油和氢气与加氢精制催化剂接触，发生加氢精制反应；S2，将S1的反应流出物与加氢裂化催化剂接触，发生加氢改质反应；S3，将S2的反应流出物经分离、分馏后，得到所述煤基高密度液体燃料、石脑油和柴油馏分。应用本发明的技术方案，煤基高密度液体燃料的收率达到55％以上，制备得到的煤基高密度液体燃料密度达到0.85g/cm3以上，体积热值接近37MJ/L，具有低硫、低氮、低芳烃、富环烷烃、高闪点、高体积比热容、高热安定性、低温流动性好、耐腐蚀的特点。

Description

煤基高密度液体燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及煤直接液化技术领域，具体而言，涉及一种煤基高密度液体燃料及其制备方法。
背景技术
高能量密度燃料密度普遍高于0.80g/cm3，是液态或固态的烃类，具有较大的质量密度和体积热值，主要应用于航空航天领域。烃类燃料的质量热值都大致相同，体积热值随密度增大基本呈线性关系，所以在飞行器体积一定的情况下，燃料密度越大则所能携带的能量就越多，意味着更大的飞行半径。二十一世纪航空航天飞行器进入了高超音速发展阶段，未来的超音速飞机存在质量的限制，并且会产生更高的热负荷。这要求未来的喷气燃料要具有高密度、高热值和优良吸热性能，且能承受恶劣的工作环境，要求燃料能在400～500℃的高温下保持稳定，不发生热沉积，这种新型燃料对飞机发动机的发展具有特别重要的意义，因而受到世界主要国家的高度重视。
目前绝大部分航空燃料都是从石油中提炼而来，喷气燃料馏分占原油总量的比例较低，伴随着航天航空业的快速发展，喷气燃料供需关系日益紧张，而且，石油基喷气燃料在密度和吸热等性能上已经达到了极限，工作温度通常在300℃以内，难以承受450℃以上的温度，不能满足未来超音速飞机的要求。美国宾西法尼亚州立大学的Schobert教授最先提出并研制成功煤基喷气燃料JP-900，JP-900以环烷烃为主，具有密度高、闪点高、冰点低的特点，在900℉(482℃)的条件下，不发生分解，不产生积碳，稳定性较好。针对我国富煤贫油的特点，以煤炭为主要原料，经直接液化生产液体燃料，是缓解我国以石油为主的液体燃料短缺的重要途径之一，也是煤炭清洁转化的关键技术之一。而且煤直接液化油富含环烷烃，具有高密度、高闪点、高热稳定性、低温流动性好等特点，可经受500℃高温而不结碳，是未来航空喷气燃料发展的良好选择。因此开发一条适应煤直接液化油自身特点，制备高密度液体燃料的工艺路线，既实现煤的清洁高效转化，同时也充分提高煤基液体产物的附加值，有利于拓宽煤直接液化油利用途径，提高煤直接液化技术的竞争力，具有重要的现实意义和应用价值。
USP4332666公开了一种生产柴油、航空燃料和2号燃料油的方法，该方法采用煤液化中适合做供氢溶剂的馏分，从加氢生成油中通过抽提获取环烷烃作为柴油、航空燃料和2号燃燃料油，其它部分作为供氢循环溶剂，此方法柴油和航空燃料产品收率低，且工艺路线复杂。
CN200510083900.8公布了一种从煤液化油最大量生产大比重航空煤油的方法，该方法以煤液化油为原料最大量生产合格的大比重航空煤油，航空煤油的收率高达45％，航空煤油的比重大于0.84g/cm3。但是采用此方法导致煤直接液化过程中循环溶剂无法平衡即循环溶剂无法正常循环，且大量具有供氢性能较好组分用于生产航空燃料，导致循环溶剂供氢性能差，因此严重影响了煤液化反应，另外此方法工艺流程相对较为复杂。
CN1382772A公布了一种从煤液化油最大量生产优质柴油或喷气燃料的方法，采用该方法，柴油收率可达70％以上，喷气燃料收率可达50％以上，但是同样采用此方法导致煤直接液化过程中循环溶剂无法平衡即循环溶剂无法正常循环，且大量具有供氢性能较好组分用于生产航空燃料，导致循环溶剂供氢性能差，因此严重影响了煤液化反应，另外此方法工艺流程相对较为复杂。
CN102304387A公布了一种煤基高密度喷气燃料的生产方法，该方法包括以下步骤：来自煤直接液化过程的液化轻油和液化馏分油进入带强制内循环的膨胀床加氢处理反应器，与氢气、加氢处理催化剂接触，膨胀床加氢处理反应器的出口物流经分离、分馏后，得到轻质馏分油、中质馏分和重质馏分油；轻质馏分油和中质馏分油混合后进入深度加氢精制固定床反应器，与氢气、加氢精制催化剂接触、反应，深度加氢精制固定床反应器出口物流经分离、分馏后，即可得到符合6号喷气燃料标准的高密度喷气燃料；该方法由于采用深度加氢精制方法，多环芳环没有得到有效的裂化开环，因此喷气燃料收率低，且喷气燃料品质相对较低，多环环烷烃含量高，易产生结焦。
由于新一代的飞行器具有大载荷、高航速、远射程等特点，为了满足这些特点，其燃料必须具备高密度、高热值、低凝点、好的低温黏度性质、优良的燃烧性能，而煤基油富含环烷烃和芳烃，且芳烃可通过加氢转化为环烷烃，因此可以制备高密度高热安定性液体燃料。通过上述内容可知，煤液化油制备喷气燃料存在技术路线可靠性、工艺路线复杂、品质低、收率低等问题，为了解决这些问题，仍需要对现有的煤基液体燃料的制备方法进行改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种煤基高密度液体燃料及其制备方法，以解决现有技术中煤液化油生产在喷气燃料工艺路线复杂、品质低、收率低的技术问题，从而满足我国对高品质喷气燃料的实际需求。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤基高密度液体燃料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1，将煤直接液化油和氢气混合后，与加氢精制催化剂接触，发生加氢精制反应；S2，将S1的反应流出物与加氢裂化催化剂接触，发生加氢改质反应；S3，将S2的反应流出物经分离、分馏后，得到煤基高密度液体燃料、石脑油和柴油馏分。
进一步地，煤直接液化油为煤直接液化全馏分油；煤直接液化油的馏程<350℃；优选的，煤直接液化油为馏程大于140℃的煤直接液化馏分油或小于300℃的煤直接液化馏分油；更优选的，煤直接液化油为馏程为150～300℃的煤直接液化全馏分油。
进一步地，加氢精制催化剂的活性成分为选自第VIB族和/或第VIII族的非贵金属中的一种或多种；加氢精制催化剂的载体为选自无定形氧化物或硅酸盐中的一种或多种；优选的，加氢精制催化剂中第VIB族的非贵金属组分的含量为5～50％，更优选为10～30％；优选的，加氢精制催化剂中第VIII族的非贵金属组分的含量为1～10％，更优选为2～6％；优选的，第VIB族的非贵金属为选自由Cr、Mo和W组成的组中的一种或多种；第VIII族的非贵金属为选自由Fe、Co和Ni组成的组中的一种或多种。
进一步地，加氢精制催化剂还含有至少一种助剂，助剂包含磷、氟和硼中的一种或两种或两种以上；优选的，以加氢精制催化剂的总量为基准并以元素计，助剂的含量为1～5％。
进一步地，加氢裂化催化剂的活性成分为选自第VIB族和/或第VIII族的非贵金属中的一种或多种；加氢裂化催化剂的载体为选自由氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝和沸石分子筛组成的组中的一种或多种；优选的，第VIB族的非贵金属选自Mo和/或W，第VIII族的非贵金属选自Co和/或Ni，且加氢裂化催化剂的活性成分占加氢裂化催化剂总重量的10～40％。
进一步地，沸石分子筛选自由八面沸石、丝光沸石、L型沸石、Ω沸石、Y型沸石和β沸石组成的组中的一种或多种。
进一步地，加氢精制反应的反应条件为：反应温度为320～400℃，反应压力为6～15MPa，氢油比为300～2000，体积空速为0.5～4.0h-1。
进一步地，加氢改质反应的反应条件为：反应温度为320～400℃，反应压力为6～15MPa，氢油比为300～2000，体积空速为0.5～8h-1。
根据本发明的另一方面，提供了一种煤基高密度液体燃料。该煤基高密度液体燃料由上述任一种制备方法制备得到。
进一步地，煤基高密度液体燃料的密度为0.85g/cm3以上，体积热值高于36.5MJ/L。
应用本发明的技术方案，将煤直接液化油进行加氢精制反应后，煤直接液化油中杂原子得到有效脱除，芳烃绝大部分发生加氢饱和转化为环烷烃，环烷烃在加氢裂化催化剂作用下进一步发生加氢裂化反应，部分芳环发生裂化开环反应，多环芳烃含量低，提升了煤基液体燃料的品质和收率，煤基高密度液体燃料的收率达到55％以上，煤基高密度液体燃料密度达到0.85g/cm3以上，体积热值接近37MJ/L，具有低硫、低氮、低芳烃、富环烷烃、高闪点、高体积比热容、高热安定性、低温流动性好、耐腐蚀的特点，是一种清洁的高密度液体燃料，双环及以上环状烃类含量低，降低了发动机的积炭速率，可以有效地延长发动机寿命，有利于提高飞行器续航时间。
在本发明中，石脑油具有硫、氮含量较低、环烷烃含量高的特点，是良好的重整原料，可用于生产车用汽油或芳烃(BTX)。柴油馏分油同样具有硫、氮含量低，环烷烃含量高，可以作为车用柴油调和组分或生产富环烷基特种油品。
在发明中，煤直接液化油制备煤基高密度液体燃料方法还具有技术路线成熟可靠、工艺路线简单、投资成本低、操作难度低的特点，开发了一条适应煤直接液化油自身特点，充分提高煤基液体产物的附加值，有利于拓宽煤直接液化油利用途径，提高煤直接液化技术的竞争力，具有重要的现实意义和应用价值。
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示出了根据本发明的一种实施方式中煤基高密度液体燃料制备工艺的示意图，其中，上述附图包括以下附图标记：
110、原料油罐；120、原料加热炉；130、加氢精制反应器；140、加氢改质反应器；150、换热器；160、热高压分离器；170、冷高压分离器；180、分馏进料加热炉；190、分馏塔；101、高压原料泵；102、循环氢压缩机。
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。
正如背景技术部分所描述的，采用现有工艺制得的煤基喷气燃料具有工艺技术可靠性差、工艺路线复杂以及产品品质差等问题，进而煤基喷气燃料不能充分发挥其优势特点。为了解决上述问题，本发明提出了下列技术方案。
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种煤基高密度喷气燃料的制备方法。该制备方法其包括以下步骤：S1，将煤直接液化油和氢气混合后，与加氢精制催化剂接触，发生加氢精制反应；S2，将S1中的反应流出物与加氢裂化催化剂接触，发生加氢改质反应；S3，将S2中的反应流出物经分离、分馏后，得到高密度液体燃料、石脑油和柴油馏分。
应用本发明的技术方案，先将煤直接液化油进行加氢精制反应后，主要发生加氢脱氧、脱硫、脱氮以及芳烃饱和反应，在反应过程中杂原子基本有效脱除，加氢煤基油可作为清洁燃料，且芳烃绝大部分发生加氢饱和转化为环烷烃，而环烷烃具有密度大、热值高、热安定性好、冰点低及低温流动性好的特点，因此其是制备高密度液体燃料的良好原料；煤基油经加氢精制后，芳烃含量很低，富含环烷烃，但其中的双环及以上环烷含量较高易在燃烧过程后发生结焦积炭，因此将加氢精制后的煤基油需要进一步进行加氢提质反应，在加氢裂化催化剂作用下，发生芳环加氢开环裂化反应，降低多环芳烃含量，提高了喷气燃料的产品质量，将加氢改质生成油蒸馏切割得到石脑油馏分、喷气燃料馏分和柴油馏分；煤基高密度液体燃料的收率达到55％以上，煤基高密度液体燃料密度达到0.85g/cm3以上，体积热值高于36.5MJ/L，具有低硫、低氮、低芳烃、高闪点、高体积比热容，高热安定性、低温流动性好、耐腐蚀的特点，是一种清洁的高密度液体燃料，双环以上环状烃类含量极低，降低了发动机的积炭速率，可以有效地延长发动机寿命，有利于提高飞行器续航时间。石脑油具有硫、氮含量较低、环烷烃含量高的特点，是良好的重整原料，可用于生产车用汽油或芳烃(BTX)。柴油馏分油同样具有硫、氮含量低，环烷烃含量高，可以作为车用柴油调和组分或生产富环烷基特种油品。煤直接液化油制备煤基高密度液体燃料方法还具有技术路线成熟可靠、工艺路线简单、投资成本低、操作难度低的特点，开发了一条适应煤直接液化油自身特点，充分提高煤基液体产物的附加值，有利于拓宽煤直接液化油利用途径，提高煤直接液化技术的竞争力，具有重要的现实意义和应用价值。
本发明所提供的制备方法中，煤直接液化油馏程通常<350℃，加氢原料为煤直接液化全馏分油即可得高密度液体燃料。在一种优选的实施方式中，煤直接液化油馏程大于140℃的煤直接液化馏分油或小于300℃的煤直接液化馏分油，更为优先地，选择150～300℃煤直接液化馏分油为加氢原料，采用上述原料制得的高密度液体燃料具有更好的品质。150～300℃煤直接液化馏分油中，轻质烃类少，多环芳烃含量低，可以提高芳烃饱和及开环效果，经加氢精制和改质后，高密度液体燃料收率高，且加氢煤基油中两环以上芳烃含量少，可以制备高品质高密度液体燃料。
本发明所提供的制备方法中，加氢精制过程采用本领域技术人员在煤直接液化油加氢过程中常用的催化剂即可。在一种优选的实施方式中，在加氢精制反应过程中，精制催化剂活性成分选自VIB和/或VIII族的非贵金属；催化剂载体选自无定形氧化物或硅酸盐。这种类型的催化剂具有良好的芳烃加氢饱和活性和加氢脱氮、氧、硫活性，有利于催化加氢反应的进行，可有效脱煤基油中杂原子，煤基油中的度烃绝大部分发在加氢精制过程中发生加氢饱和反应，加氢煤基油中芳烃含量很低，链烷烃含量低，富含量环烷烃。所述第VIB族的非贵金属组分的含量可以为5～50％，优选为10～30％；所述第VIII族的非贵金属组分的含量可以为1～10％，优选为2～6％。优选地，所述加氢精制催化剂还可以含有至少一种助剂，所述助剂可以包含磷、氟和硼中的一种或两种以上。以所述加氢精制催化剂的总量为基准并以元素计，所述助剂的含量可以为1～5％。所述的第VIB族的非贵金属可以为Cr、Mo和W中的一种或两种以上，所述的第VIII族的非贵金属可以为Fe、Co和Ni中的一种或两种以上。
本发明所提供的制备方法中，在加氢改质过程中，加氢裂化催化剂的活性成分为VIB和VIII族的非贵金属；在一种优选的实施方式中，VIB族的非贵金属选自Mo和/或W，VIII族的非贵金属选自Co和/或Ni，且活性组分占催化剂重量的10～40％。所述加氢裂化催化剂的载体可以为氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝和沸石分子筛中的一种或两种以上。所述沸石分子筛可以为八面沸石、丝光沸石、L型沸石、Ω沸石、Y型沸石和β沸石中的一种或两种以上。这种类型的催化剂具有良好选择性加氢裂化开环功能，有利于芳环开环裂化反应的进行，降低多环芳烃含量，提高煤基高密度液体燃料质量。
本发明所提供的制备方法中，在加氢过程中，采用本领域技术人员常用的加氢反应器即可，加氢反应优选在固定床反应器中进行。
本发明所提供的制备方法中，本领域技术人员可以选择加氢过程的具体工艺条件。煤液化油加氢反应主要为芳烃饱和反应以及脱除杂原子反应，芳烃加氢是可逆反应，受反应动力学和热力学影响，所述加氢精制阶段，芳烃基本饱和，杂原子基本被脱除。在一种优选的实施方式中，所述加氢精制反应条件：加反应温度320～400℃，反应压力6～15MPa，氢油比300～2000，体积空速0.5～4.0h-1，这有利于芳烃加氢饱和反应的进行。
本发明所提供的制备方法中，所述加氢改质反应阶段，主要发生芳环裂化开环反应，降低多环烃类含量，提高液体燃料品质，降低液体燃料在燃料过程结焦风险，提高高密度液体燃料收率。在一种优选的实施方式中，所述加氢改质反应条件：加反应温度320～400℃，反应压力6～15MPa，氢油比300～2000，体积空速0.5～8h-1，这有利于芳环裂化开环反应的进行，制备高品质液体燃料，且具有高收率。
上述制备方法中，采用上述具体步骤和工艺参数就可以得到供高品质高密度液体燃料，煤基高密度液体燃料的收率达到55％以上，煤基高密度液体燃料密度达到0.85g/cm3以上，体积热值高于36.5MJ/L，具有低硫、低氮、低芳烃、高闪点、高体积比热容，高热安定性、低温流动性好、耐腐蚀的特点，是一种清洁的高密度液体燃料，双环及以上环状烃类含量极低，降低了发动机的积炭速率，可以有效地延长发动机寿命，有利于提高飞行器续航时间。
下面结合附图进一步详细说明本发明所提供的方法，但本发明并不因此而受到任何限制。
图1是本发明所提供的煤直接液化油制备高密度喷气燃料的工艺的示意图。为了使该示意图更加清楚、简明，图中省略了部分设备，例如泵、换热器、空冷器、塔、阀门、储罐等，但并不会影响对于本发明的理解。
如图1所示，将煤直接液化油引入原料油罐110中，经过高压原料泵101升压后与氢气混合，进入原料加热炉120，加热升温；受热后的油气混合物进入加氢精制反应器130，煤液化油在加氢精制催化剂作用下，与氢气发生加氢脱氧、脱氮和脱硫反应，以及芳烃加氢饱和反应，且此阶段杂原子基本被脱除，芳烃基本发生加氢饱和。
加氢精制反应器130出口物料不经分离直接进入加氢改质反应器140，物料与加氢改质催化剂接触，发生芳环裂化开环反应；加氢改质反应器140出口物料经过换热器150冷却后进入热高压分离器160。从热高压分离器160分离出的气相经换热器冷却后进入冷高压分离器170，冷高压分离器170和热高压分离器160的液相部分经减压混合得到加氢生成油，从冷高压分离器160分离出的气相部分经过循环氢压缩机102升压后循环至原料加热炉120入口与原料油进行混合，另一部分进行排放。
将上述加氢生成油进入分馏进料加热炉180；分馏原料经过分馏进料加热炉180加热后进入分馏塔190，在分馏塔190中将加氢后物料分馏为石脑油、高密度液体燃料和柴油馏分。
通过以下实施例进一步说明本发明的有益效果，，但并不因此限制本发明的目的。
实施例中所用的加氢保护剂、精制剂和加氢改质催化剂的商品牌号分别为RGC-1、RNC-2和RCC-1，均由中国石化长岭催化剂厂生产。试验在中型固定床加氢装置上进行。加氢精制催化剂分别装在两个反应器内，第一反应器装填加氢精制催化剂，第二反应器装填加氢改质剂，第一反应器催化剂与第二反应器催化剂装填比为2:1。
实施例1
煤液化全馏分油与氢气进混合后，经预热后进入加氢精制反应器，与加氢保护催化剂RGC-1、加氢精制催化剂RNC-2接触，发生加氢精制反应，脱除杂原子以及芳烃加氢饱和反应；加氢精制反应器流出物进入加氢改质反应器，在改质反应器中与加氢改质催化剂RCC-1接触，发生芳环裂化开环反应；加氢改质反应器流出物经分离、分馏后得到石脑油馏分、高密度液体燃料及柴油馏分。
加氢反应(加氢精制和加氢改质)条件为：反应压力13.7MPa，反应温度370℃，体积空速0.7h-1，氢油比700Nm3/m3。
实施例2
实施例2的工艺流程与实施例1相同，原料油为>140℃煤液化馏分油，工艺条件不变。
实施例3
实施例3的工艺流程与实施例1相同，原料油为<300℃煤液化馏分油，工艺条件不变，无柴油馏分。
实施例4
实施例4的工艺流程与实施例1相同，原料油为150～300℃煤液化馏分油，工艺条件不变，无柴油馏分。
实施例5
实施例5与实施例1相比，工艺条件不同，详见表2。
实施例6
实施例6与实施例1相比，工艺条件不同，详见表2。
实施例7
实施例7与实施例1相比，工艺条件不同，详见表2。
实施例8
实施例8与实施例1相比，工艺条件不同，详见表2。
实施例9
实施例9与实施例1相比，工艺条件不同，详见表2。
实施例1至9中分别以煤直接液化油的全馏分油、或馏程为大于140℃、或者小于300℃、或者馏程为150～300℃的馏分油为原料油，采用相同加氢催化剂，在不同加氢工艺条件下，进行煤基油加氢制备煤基高密度液体燃料。该煤直接液化油的性质见表1所示。表2为催化加氢工艺条件。煤基高密度液体燃料的性质见表3。石脑油的性质见表4。柴油馏分的基本性质见表5。
表1溶剂加氢原料油的基本性
Figure BDA0001882196810000081
表2加氢工艺条件
实施例 反应温度/℃ 反应压力/Mpa 氢油比/(v/v) 体积空速/h<sup>-1</sup>
1 370 13.7 700 0.7
2 370 13.7 700 0.7
3 370 13.7 700 0.7
4 370 13.7 700 0.7
5 320 15.0 900 0.5
6 400 6.0 900 0.5
7 370 15.0 300 0.7
8 380 15.0 2000 0.5
9 400 15.0 900 4.0
表3煤基高密度液体燃料的基本性质及收率
Figure BDA0001882196810000082
Figure BDA0001882196810000091
表4石脑油的基本性质
Figure BDA0001882196810000101
表5柴油馏分的基本性质
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从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：将煤直接液化油经加氢精制和加氢改质处理后，然后将得加氢生成油进行分离、分馏后，可制备煤基高密度液体燃料，密度值高，高于0.85g/cm3，体积热值高，接近37MJ/L，各项指标均达到大比重喷气燃料(GJB 1603-93)要求，且其收率高，达到55％以上。
通过本发明提供的制备方法，应用本发明的技术方案，先将煤直接液化油进行加氢精制反应，与加氢精制催化剂接触，发生加氢脱氧、脱硫、脱氮以及芳烃饱和反应，杂原子基本有效脱除，加氢煤基油可作为清洁燃料，且芳烃绝大部分发生加氢饱和转化为环烷烃，而环烷烃具有密度大、热值高、热安定性好、冰点低及低温流动性好的特点；但煤基油经加氢精制后，富含环烷烃，芳烃含量很低，双环以上环烷含量较高易燃料后发生结焦积炭，因此将加氢精制后的煤基油进行加氢提质反应，在加氢改质催化剂作用下，发生芳环加氢裂化开环反应，降低多环芳烃含量，提高了喷气燃料的产品质量和收率，降低了发动机的积炭速率，可以有效地延长发动机寿命；因此煤基高密度液体燃料具有低硫、低氮、低芳烃、富环烷烃、高闪点、高体积比热容，高热安定性、低温流动性好、耐腐蚀的特点，是一种清洁的高密度液体燃料，有利于提高飞行器续航时间。
通过本发明提供的制备方法，应用本发明的技术方案，所得的石脑油，具有硫、氮含量较低，环烷烃含量高达，且基本为一环烷烃，其是良好的重整原料，可用于生产车用汽油或芳烃(BTX)。柴油馏分也具有硫、氮含量低，环烷烃含量较高，可以作为车用柴油调和组分或生产富环烷基特种油品。
此外，煤直接液化油制备煤基高密度液体燃料方法还具有技术路线成熟可靠、工艺路线简单、投资成本低、操作难度低的特点。
总之，采用本发明的技术方案，煤直接液化油通过加氢可制备高品质煤基液体燃料，且其具有较高的收率，开发了一条适应煤直接液化油自身特点，充分提高煤基液体产物的附加值，有利于拓宽煤直接液化油利用途径，提高煤直接液化技术的竞争力，具有重要的现实意义和应用价值。
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 (19)

1.一种煤基高密度液体燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将煤直接液化油和氢气混合后与加氢精制催化剂接触，发生加氢精制反应；
S2，将所述S1的反应流出物与加氢裂化催化剂接触，发生加氢改质反应；
S3，将所述S2的反应流出物经分离、分馏后，得到所述煤基高密度液体燃料、石脑油和柴油馏分；
所述煤基高密度液体燃料的密度为0.85g/cm3以上，体积热值高于36.5MJ/L。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煤直接液化油为煤直接液化全馏分油；所述煤直接液化油的馏程<350℃。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煤直接液化油为馏程大于140℃的煤直接液化馏分油或小于300℃的煤直接液化馏分油。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述煤直接液化油为馏程为150～300℃的煤直接液化全馏分油。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂的活性成分为选自第VIB族和/或第VIII族的非贵金属中的一种或多种；所述加氢精制催化剂的载体为选自无定形氧化物或硅酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂中所述第VIB族的非贵金属组分的含量为5～50％。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂中所述第VIB族的非贵金属组分的含量为10～30％。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂中所述第VIII族的非贵金属组分的含量为1～10％。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂中所述第VIII族的非贵金属组分的含量为2～6％。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第VIB 族的非贵金属为选自由Cr、Mo 和W 组成的组中的一种或多种；所述第VIII族的非贵金属为选自由Fe、Co 和Ni组成的组中的一种或多种。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂还含有至少一种助剂，所述助剂包含磷、氟和硼中的一种或两种或两种以上。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，以所述加氢精制催化剂的总量为基准并以元素计，所述助剂的含量为1～5％。
13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加氢裂化催化剂的活性成分为选自第VIB族和/或第VIII族的非贵金属中的一种或多种；所述加氢裂化催化剂的载体为选自由氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝和沸石分子筛组成的组中的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述第VIB族的非贵金属选自Mo和/或W，所述第VIII族的非贵金属选自Co和/或Ni，且所述加氢裂化催化剂的活性成分占所述加氢裂化催化剂总重量的10～40%。
15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述沸石分子筛选自由八面沸石、丝光沸石、L型沸石、Ω沸石、Y型沸石和β沸石组成的组中的一种或多种。
16.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加氢精制反应的反应条件为：反应温度为320～400℃，反应压力为6～15MPa，氢油比为300～2000，体积空速为0.5～4.0h-1。
17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加氢改质反应的反应条件为：反应温度为320～400℃，反应压力为6～15MPa，氢油比为300～2000，体积空速为0.5～8h-1。
18.一种煤基高密度液体燃料，其特征在于，由如权利要求1至17中任一项所述的制备方法制备得到。
19.根据权利要求18所述的煤基高密度液体燃料，其特征在于，所述煤基高密度液体燃料的密度为0.85g/cm3以上，体积热值高于36.5MJ/L。
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