煤催化氣化反應(yīng)料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種煤催化氣化反應(yīng)料及其制備方法，該煤催化氣化反應(yīng)料包括煤粉和負(fù)載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑范圍小于2mm的第一部分，和粒徑范圍在2mm以上的第二部分，且相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量。本發(fā)明提供了本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料在煤催化氣化中的應(yīng)用。采用本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，能夠有效提高粗煤粉的氣化活性，并且能夠減少由于細(xì)煤粉的帶出導(dǎo)致的煤催化氣化催化劑的流失，由此整體提高了煤氣化的效率。
【專利說明】煤催化氣化反應(yīng)料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煤催化氣化反應(yīng)料及其制備方法，以及本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng) 料在煤催化氣化中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國的煤資源豐富，分布也十分廣泛。低階煤尤其是煙煤和褐煤的比例很高，具有 揮發(fā)份高和反應(yīng)活性高的特點(diǎn)，適于作為煤化工原料。
[0003] 據(jù)報(bào)道，我國的煙煤儲量中，40%以上具有灰含量高和灰熔點(diǎn)高的特點(diǎn)，簡稱"雙 高煤"，這些煤的灰熔點(diǎn)一般在1400°C以上，有些甚至高于1580°C，而且原煤的灰含量高達(dá) 30-40重量％以上，即使洗后，灰含量也高達(dá)15重量％左右，因此給這些煤的氣化應(yīng)用帶來 了一些技術(shù)難題。
[0004] 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，現(xiàn)有的先進(jìn)的粉煤氣化技術(shù)和水煤漿氣化技術(shù)，均要求灰熔點(diǎn)在 1400°C以下，并且隨著灰含量提高，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性大幅度降低，所以一般操作要求灰含量在 10-15重量％以下。固定床氣化技術(shù)對煤種的適應(yīng)性強(qiáng)，但是在技術(shù)上對煤的塊度要求高。 流化床氣化技術(shù)對粉煤、高灰煤和高灰熔點(diǎn)煤的技術(shù)適應(yīng)性好，操作經(jīng)濟(jì)性相對較好。
[0005] 煤催化氣化技術(shù)一般將一定粒度組成的碎煤浸漬催化劑，經(jīng)干燥過程控制一定的 水含量，通過物料輸送系統(tǒng)送至反應(yīng)器內(nèi)，在比溫度低得多的工藝條件下實(shí)現(xiàn)煤的氣化、甲 烷化和熱量耦合，不僅富產(chǎn)大量甲烷氣，而且系統(tǒng)能效和冷煤氣效率均較傳統(tǒng)煤氣化工藝 高。尤其對于煤制天然氣生產(chǎn)裝置，還可大幅降低過剩合成氣甲烷化反應(yīng)的裝置投資與操 作成本。
[0006] 煤催化氣化技術(shù)雖然具有上述技術(shù)優(yōu)勢，但是，現(xiàn)有的催化氣化技術(shù)對煤粉有 一定的上限要求，一般煤粉的粒徑范圍一般在l〇mm以下或5mm以下，即煤粉粒徑范圍在 0-10mm或0-5mm之間不等，而在催化劑浸漬過程中，由于在相同浸漬條件下，細(xì)顆粒煤粉的 催化劑負(fù)載量高，而粗顆粒煤粉的催化劑負(fù)載量低，由此使得由于粗煤粉上負(fù)載的催化劑 量低導(dǎo)致降低了粗顆粒煤粉的氣化活性，并且由于細(xì)煤粉在煤催化氣化過程中容易帶出， 使得細(xì)煤粉上負(fù)載的催化劑被帶出，由此增加了由于細(xì)煤粉的帶出導(dǎo)致的催化劑的流失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)缺陷，提供一種能夠有效提高粗煤粉 的氣化活性且能夠降低由于細(xì)煤粉的帶出導(dǎo)致的催化劑的流失的煤催化氣化反應(yīng)料及其 制備方法和應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的催化氣化技術(shù)對煤粉的粒徑有一定的 上限要求，但沒有考慮到在催化劑浸漬過程中，由于在相同浸漬條件下，細(xì)顆粒煤粉的催化 劑負(fù)載量高，而粗顆粒煤粉的催化劑負(fù)載量低，由此降低了粗顆粒煤粉的氣化活性，并且由 于細(xì)煤粉在煤催化氣化過程中容易帶出，而由于細(xì)煤粉的帶出將導(dǎo)致煤催化氣化催化劑的 大量流失。
[0009] 基于上述缺陷，本發(fā)明的發(fā)明人提出，根據(jù)煤粉的粒徑分級浸漬，即可以根據(jù)不同 粒徑能夠負(fù)載的催化劑量以及氣化所需的催化劑量按需負(fù)載，例如可以將煤粉篩分成粗煤 粉和細(xì)煤粉兩部分，然后分別浸漬，控制浸漬的條件(例如可以采取粗煤粉采用高濃度催化 劑溶液浸漬，細(xì)煤粉采用稀濃度催化劑溶液浸漬等手段實(shí)現(xiàn)）使得細(xì)顆粒煤粉的催化劑負(fù) 載量相對較低，而粗顆粒煤粉的催化劑負(fù)載量相對較高，通過這樣將煤粉分粒徑負(fù)載催化 劑有利于提高煤催化氣化催化劑的有效負(fù)載量和粗煤粉的氣化活性，從而能夠整體提高煤 炭氣化的效率。
[0010] 且本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)2mm的煤粉為主要分界點(diǎn)，一般粒徑小于2mm的煤粉由于 比表面積大，所以導(dǎo)致在相同的條件下，負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量大，并且容易被帶 出，且一般其氣化所需的煤催化氣化催化劑的量小于其所負(fù)載的量，而粒徑在2mm以上的 煤粉由于比表面積小，所以導(dǎo)致在相同的負(fù)載條件下，負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量小，且 一般其氣化所需的煤催化氣化催化劑的量高于其所負(fù)載的量?；谇笆霭l(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā) 明。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)前述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種煤催化氣化反應(yīng)料， 該煤催化氣化反應(yīng)料包括煤粉和負(fù)載在所述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉 包括粒徑范圍小于2mm的第一部分，和粒徑范圍在2mm以上的第二部分，且相對于同樣質(zhì)量 單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉 上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種煤催化氣化反應(yīng)料的制備方法，其中， 該方法包括：將粒徑范圍小于2_的第一部分煤粉和粒徑范圍在2_以上的第二部分煤粉 各自與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對于同樣質(zhì)量 單位的煤粉，第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少于第一部分煤粉上浸漬的 煤催化氣化催化劑的量。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了一種按照本發(fā)明的制備方法制備得到的煤 催化氣化反應(yīng)料。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明提供了本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料在煤催化氣化 中的應(yīng)用。
[0015] 采用本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，能夠有效提高粗煤粉的氣化活性，并且能夠減 少由于細(xì)煤粉的帶出導(dǎo)致的煤催化氣化催化劑的流失，由此整體提高了煤炭氣化的效率。
[0016] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明提供了一種煤催化氣化反應(yīng)料，該煤催化氣化反應(yīng)料包括煤粉和負(fù)載在所 述煤粉上的煤催化氣化催化劑，其中，所述煤粉包括粒徑范圍小于2_的第一部分，和粒徑 范圍在2mm以上的第二部分，且相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負(fù)載的 煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，按照本發(fā)明的前述技術(shù)方案能夠很好的實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的目的，針對本發(fā)明，為了進(jìn)一步提高煤催化氣化的整體效率，優(yōu)選相對于同樣質(zhì)量單 位的煤粉，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負(fù)載 的煤催化氣化催化劑的量多0. 4-20質(zhì)量％，更優(yōu)選多1-10質(zhì)量％。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，為了進(jìn)一步提高煤催化氣化的整體效率，優(yōu)選 以煤粉的重量為基準(zhǔn)，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量為5-30質(zhì)量％， 更優(yōu)選為10-25質(zhì)量％ ;所述第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量為1-20質(zhì)量％， 更優(yōu)選為5-15質(zhì)量％。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，所述煤催化氣化催化劑的種類可以為常規(guī)選 擇，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述煤催化氣化催化劑為堿金屬化合物，優(yōu)選為堿金屬鹽、堿金屬的 氧化物和堿金屬氫氧化物中的一種或多種，更優(yōu)選為鉀鹽、鈉鹽、鉀的氫氧化物、鈉的氫氧 化物、鉀的氧化物和鈉的氧化物中的一種或多種，特別優(yōu)選為碳酸鉀、氫氧化鉀、氧化鉀、碳 酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種。本發(fā)明具體實(shí)施例中使用的煤催化氣化催化劑 為碳酸鉀。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，所述煤粉的粒徑可以為常規(guī)選擇，例如可以為 粒徑在10mm以下的煤粉（即篩分上限為10mm)，也可以為粒徑在5mm以下的煤粉（即篩分上 限為5mm)，針對本發(fā)明優(yōu)選所述煤粉的粒徑在5mm以下。
[0023] 本發(fā)明中，粒徑范圍按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6003. 1-1997進(jìn)行篩分得到。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，當(dāng)所述煤粉的粒徑在5_以下時(shí)，本發(fā)明的所 述第一部分為粒徑小于2_的煤粉，而第二部分為粒徑在5_以下，即第二部分為2-5_(包 括端值2mm和5mm)的煤粉。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料，所述煤粉的種類可以為常規(guī)選擇，針對本發(fā)明， 優(yōu)選所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種，即所述第一部分煤粉和第二 部分各自選自為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種，可以相同也可以不相同。
[0026] 本發(fā)明中所述煤催化氣化反應(yīng)料的制備方法不受限制，例如可以采用本發(fā)明如下 描述的制備方法制備得到。
[0027] 本發(fā)明提供了一種煤催化氣化反應(yīng)料的制備方法，其中，該方法包括：
[0028] 將粒徑范圍小于2mm的第一部分煤粉和粒徑范圍在2mm以上的第二部分煤粉各自 與含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對于同樣質(zhì)量單位 的煤粉，第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少于第一部分煤粉上浸漬的煤催 化氣化催化劑的量。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，為了進(jìn)一步提高煤催化氣化的整體效率，優(yōu)選相對于同 樣質(zhì)量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上 浸漬的煤催化氣化催化劑的量多〇. 4-20質(zhì)量％，更優(yōu)選多1-10質(zhì)量％。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，為了進(jìn)一步提高煤催化氣化的整體效率，優(yōu)選所述第二 部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為5-30質(zhì)量％的煤粉，更優(yōu)選為10-25質(zhì)量％的 煤粉；所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為1-20質(zhì)量％的煤粉，更優(yōu)選為 5-15質(zhì)量％的煤粉。
[0031] 本發(fā)明中浸漬的煤催化氣化催化劑的量指的是煤催化氣化催化劑的量與煤粉的 質(zhì)量比，其與最終負(fù)載的催化劑的量相當(dāng)。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤粉浸 漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質(zhì)量％，更優(yōu)選為10-25質(zhì)量％ ;所述 與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質(zhì)量％，更優(yōu)選為 5-15質(zhì)量％。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的方法，與第一部分煤粉和第二部分煤粉浸漬接觸的方法可以各自為 等體積浸漬法、過量浸漬法或多次浸漬法，只要浸漬后能夠滿足本發(fā)明的要求即可，在此不 詳細(xì)描述。所述浸漬接觸的條件只要滿足使得達(dá)到本發(fā)明的要求即可，例如對于同樣質(zhì)量 單位的煤粉，可以采用高濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第二部分粒徑大的煤 粉，而采用低濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第一部分粒徑小的煤粉；即可以使 與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度高于與第一部分煤粉浸 漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度，其中，優(yōu)選對于同樣質(zhì)量單位的煤粉所述 與第二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度高于與第一部分煤粉浸 漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度〇. 4-30質(zhì)量％，優(yōu)選高1-15質(zhì)量％。除了采 用高濃度浸漬第二部分粒徑大的煤粉，采用低濃度的含有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬第 一部分粒徑小的煤粉的實(shí)施方式外，也可以采用相同濃度不同體積的浸漬以使得第二部分 煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多， 例如多0. 4-20質(zhì)量％，更優(yōu)選多1-10質(zhì)量％。除了前述描述的實(shí)施方式，其余能夠滿足本 發(fā)明要求的實(shí)施方式均可用于本發(fā)明。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，優(yōu)選所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部分煤 粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質(zhì)量％，更優(yōu)選為10-25質(zhì)量％ ; 所述與第一部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質(zhì)量％，更優(yōu) 選為5-15質(zhì)量％。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，所述煤催化氣化催化劑的種類在前述已經(jīng)描述，在此不 詳細(xì)描述。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，所述含有煤催化氣化催化劑的溶液的種類為常規(guī)選擇， 一般溶液的溶劑基本為水，也可依據(jù)需要加入其他助溶劑，對此本領(lǐng)域技術(shù)人員均能知悉， 在此不再贅述。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選所述第二部分為粒徑在5_以下的煤粉，即第二部 分為2_5mm (包括端值2mm和5mm)的煤粉。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，所述第一部分煤粉和第二部分煤粉的種類可以為常規(guī)選 擇，例如可以各自為褐煤粉、煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，當(dāng)所述第一部分煤粉和第二部分煤粉為相同種類時(shí)，所 述第一部分煤粉和第二部分煤粉可以通過將煤粉進(jìn)行篩分得到。為了便于實(shí)施，本發(fā)明的 實(shí)施例中第一部分煤粉和第二部分煤粉的種類相同。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，優(yōu)選本發(fā)明的方法還包括：將浸漬接觸后得到的兩部分 混合物混合或不混合后進(jìn)行干燥，滿足前述浸漬要求時(shí)，同樣能夠使得干燥后的第二部分 煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量不少于第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的 量；更優(yōu)選干燥后，相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催 化劑的量比第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量多0. 4-20質(zhì)量％，更優(yōu)選多1-10 質(zhì)量％。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，若不將浸漬接觸后得到的兩部分混合物混合而直接各自 干燥，則在后續(xù)應(yīng)用過程中將兩部分混合后使用即可。
[0042] 本發(fā)明提供了按照本發(fā)明的制備方法制備得到的煤催化氣化反應(yīng)料。
[0043] 本發(fā)明提供了本發(fā)明的煤催化氣化反應(yīng)料在煤催化氣化中的應(yīng)用。
[0044] 以上是本發(fā)明的各方面的具體詳述，下面將參照說明性而非限制性的實(shí)施例對本 發(fā)明進(jìn)行舉例說明。實(shí)施例中僅以不連溝煤為例作為煤粉原料，但是應(yīng)該了解的是，其余煤 粉均可用于本發(fā)明。
[0045] 本發(fā)明中，煤催化氣化催化劑負(fù)載量是指煤粉中煤催化氣化催化劑的質(zhì)量與煤粉 的質(zhì)量的百分比。煤催化氣化催化劑負(fù)載量=煤催化氣化催化劑的質(zhì)量/煤粉質(zhì)量X100%。
[0046] 本發(fā)明實(shí)施例和對比例中煤催化氣化催化劑碳酸鉀的負(fù)載量按如下方法測定得 到：
[0047] 采用酸溶法測定煤催化氣化反應(yīng)料中煤催化氣化催化劑碳酸鉀的量，具體操作如 下：準(zhǔn)確稱取〇. 2g左右的煤催化氣化反應(yīng)料樣品置于聚四氟乙烯坩堝中；用2ml去離子水 潤濕后加入2ml高氯酸、10ml氫氟酸，置于電熱板上緩緩加熱，蒸至白煙基本冒盡，取下坩 堝，稍冷，加入鹽酸l〇ml后放在電熱板上加熱至近沸并保持2min后取下坩禍；冷至室溫后 用熱水將坩堝中的試樣溶液通過墊有慢速濾紙的漏斗轉(zhuǎn)入到250ml容量瓶中，用去離子水 反復(fù)清洗坩堝和濾紙后，加水稀釋至刻度；然后用火焰光度計(jì)測定溶液中鉀離子濃度，計(jì)算 得到碳酸鉀含量。
[0048] 對比例1
[0049] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質(zhì)量％)作為煤種，經(jīng)過破碎到粒徑范圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質(zhì)量％，小于2mm的煤粉占75 質(zhì)量％);
[0050] 將l〇g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與100g的上述粒徑的 不連溝煙煤浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；將接觸后的混合物放 入烘箱中，于105°c烘干得到負(fù)載碳酸鉀催化劑的煤催化氣化反應(yīng)料，負(fù)載量見表1。
[0051] 取該煤催化氣化反應(yīng)料l〇g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水煤比為 0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質(zhì)量的比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流速作為吹送 氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組分分析，反 應(yīng)結(jié)果見表1。
[0052] 另將該煤催化氣化反應(yīng)料進(jìn)行粒徑篩分，分別篩分出2_5mm范圍的煤催化氣化反 應(yīng)料和小于2_的煤催化氣化反應(yīng)料，采用前述酸溶法分別測定2-5_范圍的煤催化氣化 反應(yīng)料和小于2_的煤催化氣化反應(yīng)料中鉀含量，得到2-5_的煤催化氣化反應(yīng)料中碳酸 鉀負(fù)載量為6. 5質(zhì)量％，小于2mm的煤催化氣化反應(yīng)料中碳酸鉀負(fù)載量為12. 7質(zhì)量％。
[0053] 取2-5mm的煤催化氣化反應(yīng)料10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水煤 比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流速 作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組 分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0054] 取小于2mm的煤催化氣化反應(yīng)料10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流 速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行 組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0055] 實(shí)施例1
[0056] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質(zhì)量％)作為煤種，經(jīng)過破碎到粒徑范圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質(zhì)量％，小于2mm的煤粉占75 質(zhì)量％);將其分為粒徑范圍小于2_的第一部分，以及粒徑范圍為2-5_的第二部分；然后 按如下方法進(jìn)行浸漬接觸：
[0057] 將2. 5g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第 二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0058] 將6. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0059] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負(fù)載量見表1)，然后各 自等分為第一份和第二份。
[0060] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進(jìn)入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)庖?60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用 氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0061] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進(jìn)入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)?以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并 用氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0062] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應(yīng)料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應(yīng)料 機(jī)械混合均勻，取其中的l〇g (負(fù)載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質(zhì)量的比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組分 分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0063] 實(shí)施例2
[0064] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質(zhì)量％)作為煤種，經(jīng)過破碎到粒徑范圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質(zhì)量％，小于2mm的煤粉占75 質(zhì)量％);將其分為粒徑范圍小于2_的第一部分，以及粒徑范圍為2-5_的第二部分；然后 按如下方法進(jìn)行浸漬接觸：
[0065] 將2. 5g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第 二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0066] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0067] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負(fù)載量見表1)，然后各 自等分為第一份和第二份。
[0068] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進(jìn)入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)庖?60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用 氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0069] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進(jìn)入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)?以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并 用氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0070] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應(yīng)料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應(yīng)料 機(jī)械混合均勻，取其中的l〇g (負(fù)載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質(zhì)量的比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組分 分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0071] 實(shí)施例3
[0072] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質(zhì)量％)作為煤種，經(jīng)過破碎到粒徑范圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質(zhì)量％，小于2mm的煤粉占75 質(zhì)量％);將其分為粒徑范圍小于2_的第一部分，以及粒徑范圍為2-5_的第二部分；然后 按如下方法進(jìn)行浸漬接觸：
[0073] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第 二部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0074] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0075] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負(fù)載量見表1)，然后各 自等分為第一份和第二份。
[0076] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進(jìn)入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)庖?60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用 氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0077] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進(jìn)入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)?以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并 用氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0078] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應(yīng)料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應(yīng)料 機(jī)械混合均勻，取其中的l〇g (負(fù)載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質(zhì)量的比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組分 分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0079] 實(shí)施例4
[0080] 選用不連溝煙煤(含碳量約為60質(zhì)量％)作為煤種，經(jīng)過破碎到粒徑范圍在5_以 下(粒徑上限為5mm，其中，粒徑分布為2-5mm范圍的煤粉占25質(zhì)量％，小于2mm的煤粉占75 質(zhì)量％);將其分為粒徑范圍小于2mm的第一部分，以及粒徑范圍為2-5mm的第二部分；然后 按如下方法進(jìn)行浸漬接觸：
[0081] 將5g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與25g的2-5mm的第二 部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0082] 將3. 75g碳酸鉀溶于50ml去離子水中，將得到的碳酸鉀溶液與75g的小于2mm的 第一部分煤粉浸漬接觸，攪拌均勻后靜置1小時(shí)得到接觸后的混合物；
[0083] 將上述兩部分接觸后的混合物各自于105°C烘干(各自的負(fù)載量見表1)，然后各 自等分為第一份和第二份。
[0084] 從第一份的2-5mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C， 初始進(jìn)入水煤比為〇.68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)庖?60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用 氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0085] 從第一份的小于2mm的煤催化氣化反應(yīng)料中取10g，在壓力為3. 5MPa，溫度為 700°C，初始進(jìn)入水煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤粉中的碳的質(zhì)量比率)，氮?dú)?以60ml/min的流速作為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并 用氣相色譜進(jìn)行組分分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0086] 將第二份的2-5_的煤催化氣化反應(yīng)料和第二份的小于2_的煤催化氣化反應(yīng)料 機(jī)械混合均勻，取其中的l〇g (負(fù)載量見表1)，在壓力為3. 5MPa，溫度為700°C，初始進(jìn)入水 煤比為0. 68ml/h/g (水煤比即為水流速與煤中碳質(zhì)量的比率)，氮?dú)庖?0ml/min的流速作 為吹送氣的條件下反應(yīng)3個(gè)小時(shí)，中間每半小時(shí)拿氣袋收集氣體，并用氣相色譜進(jìn)行組分 分析，反應(yīng)結(jié)果見表1。
[0087] 表 1
[0088]

【權(quán)利要求】
1. 一種煤催化氣化反應(yīng)料，該煤催化氣化反應(yīng)料包括煤粉和負(fù)載在所述煤粉上的煤 催化氣化催化劑，其特征在于，所述煤粉包括粒徑范圍小于2_的第一部分，和粒徑范圍在 2mm以上的第二部分，且相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣 化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤催化氣化反應(yīng)料，其中，相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述 第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化 催化劑的量多〇. 4-20質(zhì)量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤催化氣化反應(yīng)料，其中，相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述 第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量比所述第一部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化 催化劑的量多1-10質(zhì)量％。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的煤催化氣化反應(yīng)料，其中，以煤粉的重量為基 準(zhǔn)，所述第二部分煤粉上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量為5-30質(zhì)量％，所述第一部分煤粉 上負(fù)載的煤催化氣化催化劑的量為1-20質(zhì)量％。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的煤催化氣化反應(yīng)料，其中，所述煤催化氣化催 化劑為氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的煤催化氣化反應(yīng)料，其中，所述第二部分煤粉 的粒徑為2mm-5mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的煤催化氣化反應(yīng)料，其中，所述煤粉為褐煤粉、 煙煤粉和無煙煤粉中的一種或多種。
8. -種煤催化氣化反應(yīng)料的制備方法，其特征在于，該方法包括： 將粒徑范圍小于2_的第一部分煤粉和粒徑范圍在2_以上的第二部分煤粉各自與含 有煤催化氣化催化劑的溶液浸漬接觸，且浸漬接觸的條件使得，相對于同樣質(zhì)量單位的煤 粉，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量不少于所述第一部分煤粉上浸漬的 煤催化氣化催化劑的量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中，相對于同樣質(zhì)量單位的煤粉，所述第二部分 煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量比第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量多 1-10質(zhì)量％。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其中，所述第二部分煤粉上浸漬的煤催化氣 化催化劑的量為5-30質(zhì)量％的煤粉，所述第一部分煤粉上浸漬的煤催化氣化催化劑的量為 1-20質(zhì)量％的煤粉。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其中，所述浸漬接觸的條件包括：所述與第 二部分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-30質(zhì)量％，所述與第一部 分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為1-20質(zhì)量％。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其中，所述浸漬接觸的條件包括：所述與第二部 分煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為10-25質(zhì)量％，所述與第一部分 煤粉浸漬接觸的含有煤催化氣化催化劑的溶液的濃度為5-15質(zhì)量％。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8-12中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述煤催化氣化催化劑為 氫氧化鉀、氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉和氧化鈉中的一種或多種，所述含有煤催化氣 化催化劑的溶液中的溶劑含有水。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8-12中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述第二部分煤粉的粒徑 為 2mm-5mm〇
15. 根據(jù)權(quán)利要求8-12中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述煤粉為褐煤粉、煙煤粉 和無煙煤粉中的一種或多種。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8-12中任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，該方法還包括：將浸漬接觸 后得到的兩部分混合物混合或不混合后進(jìn)行干燥。
17. 權(quán)利要求8-16中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的煤催化氣化反應(yīng)料。
18. 權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的煤催化氣化反應(yīng)料和權(quán)利要求8-16中任意一項(xiàng)所 述的制備方法制備得到的煤催化氣化反應(yīng)料在煤催化氣化中的應(yīng)用。
【文檔編號】C10J3/46GK104232237SQ201310226491
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】宋守強(qiáng), 鄭巖, 于廣欣, 李克忠, 歐書能, 陳兆輝, 盛金鵬, 畢繼誠, 金陽, 張玉寶, 劉肅力, 鄭長波, 侯祥生 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油新能源投資有限責(zé)任公司, 新奧科技發(fā)展有限公司