本发明涉及煤液化沥青的萃取精制处理技术，具体涉及一种溶剂油及其制备方法和用途。
背景技术：
1、煤液化沥青是煤直接液化制油过程中特有的副产品，约占液化投煤量的20～30％，主要成分为沥青质、液化重质油、未反应煤、矿物质和催化剂，具有高灰、高硫和高热值的特性。108万吨/年煤直接液化示范装置年产约70万吨煤液化沥青，其主要用于配煤气化或燃烧，利用方式粗放，影响了技术经济效益和产业绿色发展。由于经过了高温加氢，煤液化沥青具有氢碳比高、结焦值高的特性，是中间相沥青碳纤维、高品质针状焦等高端碳材料的优质原料，但煤液化沥青的组分复杂、灰分和固含量高，必须通过精制分离，得到灰分和喹啉不溶物含量低于1000ppm，甚至50ppm的精制沥青，才能满足高端碳材料的要求。
2、溶剂萃取是一种有效的煤液化沥青精制分离方法，溶剂的选取是第一关键。常规的萃取溶剂，主要有四类：第一类是化学试剂，如甲醇、正庚烷、正己烷、环己烷、二硫化碳、丙酮、苯、甲苯、四氢呋喃、糠醛、n-甲基吡咯烷酮、吡啶、n，n-二甲基乙酰胺和喹啉的一种或者多种混合物；第二类是石油醚、汽油、煤油、柴油等脂肪族溶剂油中的一种或者多种混合物；第三类是煤焦油馏分油，如轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油的一种或者多种混合物；第四类是煤直接液化过程中的馏分油，如煤液化粗油馏分、加氢稳定馏分油中的一种或者多种。
3、专利cn202311729937.8公开了一种煤液残渣的萃取方法，包括如下步骤：s1、将煤液残渣进行研磨、一次干燥、脱灰处理、二次干燥；s2、将s1步骤处理后的煤液残渣中加入萃取剂，经超声、过滤后,得到滤饼和萃取液；s3、将s2步骤得到的滤饼重复s2步骤，得到萃取液和萃余残渣；将所有萃取液汇集旋蒸，得到萃取物；其中，于s2步骤，萃取剂选自石油醚、甲醇、环己烷、cs2、苯、丙酮与cs2的混合液中的任意一种。
4、专利cn202110614074.4公开了一种利用焦化粗苯萃取煤直接液化油渣的方法，所述方法包括：将焦化粗苯与煤直接液化油渣混合后进行萃取，接着将萃取得到的混合物进行固液分离，得到沥青类物质和混合苯。本发明将煤直接液化油渣与焦化粗苯混合后进行萃取，在萃取过程中焦化粗苯中的烯烃以及含硫化合物可进一步破坏煤直接液化油渣中的缔合结构，同时在溶剂回收过程中可实现对焦化粗苯的纯化，对焦化粗苯进行了精制；兼顾实现了对煤直接液化油渣的高效萃取，获得了品质优良的沥青类物质，且成本低廉。
5、专利cn201810812618.6公开了一种煤直接液化油渣的分离系统及分离方法。该分离系统包括萃取装置、卧螺离心装置、碟片离心装置和蒸馏装置。萃取剂为馏程为200～320℃的焦油系溶剂，优选为洗油和/或蒽油。
6、专利cn201811649445.7公开了一种煤液化残渣高效脱灰方法，该方法采用两级静置沉降分离技术将煤液化残渣的灰分脱除至100ppm以下，使其可满足制备高附加值炭材料的条件，进而提高企业生产效益并节约资源。本发明所用药剂经济合理,所需溶剂易于回收利用,处理过程具有简单易行、脱灰效果好、效率高、能耗低、有利于环境保护等优点。解决了当前工艺所面临的沉降时间长、能耗高、脱灰率偏低等一系列问题。复合溶剂是脂肪烃溶剂和芳香烃类溶剂质量比为1:0.10～1混合物，其中所述的脂肪烃溶剂为正庚烷、120号溶剂油、汽油、煤油、柴油中任意一种或多种,所述的芳香烃类溶剂为轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油中任意一种或多种。
7、专利cn201510317246.6提供了一种煤直接液化残渣的处理方法。该方法包括：采用萃取溶剂对煤直接液化残渣进行萃取，得到萃取混合物；对萃取混合物进行一级固液分离，得到一级清液和一级浓缩相；将部分或全部的一级清液进行二级固液分离，得到二级清液和二级浓缩相；将部分或全部的二级清液进行三级固液分离，得到三级清液和三级浓缩相；对部分的一级清液进行二级固液分离，对剩余的一级清液进行清液溶剂回收处理，得到一级沥青；对部分的二级清液进行三级固液分离，对剩余的二级清液进行清液溶剂回收处理，得到二级沥青；以及对全部的三级清液进行清液溶剂回收处理，得到三级沥青。该方法能够得到三种沥青产品，有利于提高煤液化残渣中沥青的附加收益值。所述萃取溶剂包括但不限于四氢呋喃、糠醛、n-甲基吡咯烷酮、喹啉、甲苯、煤直接液化馏分油或煤焦油馏分油组成的组中的一种或多种。
8、专利cn201310211245.4提供了一种从煤直接液化残渣中分离沥青类物质的方法和应用。该方法包括以下步骤：s1、将煤直接液化残渣与萃取溶剂混合，热溶萃取，得到热溶萃取混合物；s2、将热溶萃取混合物进行固液分离，得到萃取液；以及s3、将萃取液进行溶剂回收，得到沥青类物质；其中，萃取溶剂为煤焦油或煤焦油馏分油。利用煤焦油或煤焦油馏分油作为萃取溶剂分离煤直接液化残渣以制备沥青类物质，提高了萃取率，降低了成本，得到了挥发分适中且软化点较高的沥青类物质混合物，可根据混合物中沥青类物质性质的不同作为不同级别碳素材料的原料。
9、专利cn201310209911.0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。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℃。
10、针对煤液化沥青的组成和物性特点，开发高效率、低成本、易回收重复利用、适合工业规模化生产的萃取溶剂油，具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种溶剂油及其制备方法和用途，采用本发明提供的溶剂油进行煤液化沥青的精制处理，固液分离效果好，溶剂油易于回收重复利用，能够在较低的溶剂油消耗率的情形下，获得兼顾高收率、低灰分和低喹啉不溶物含量的精制沥青，能够满足高端碳材料的应用要求。
2、本发明为达到其目的，提供如下技术方案：
3、本发明提供一种溶剂油，所述溶剂油中含有c10～c16链烷烃、环数为1～3的环烷烃、单环芳烃、二环芳烃和三环芳烃；
4、基于溶剂油的总质量，所述c10～c16链烷烃的含量为5.0～10.5wt％，所述环烷烃的含量为10.0～25.3wt％，所述单环芳烃的含量为30.0～44.0wt％，所述二环芳烃的含量为20.0～50.0wt％，所述三环芳烃的含量为0.5～5.0wt％；
5、所述溶剂油的氮含量为200～2500ppm，硫含量为5～500ppm，所述溶剂油的馏程在170～350℃之间。
6、进一步地，所述溶剂油的密度为0.93～1.02g/cm3。
7、本发明还提供上文所述的溶剂油的制备方法，包括如下步骤：
8、将煤焦油馏分油和煤直接液化粗油按照10:90～90:10的质量比混合后进行加氢反应，再蒸馏切割获得馏程在170～350℃之间的馏分段，得到所述溶剂油。
9、一些实施方式中，所述煤焦油馏分油为馏程170～400℃的煤焦油馏分；
10、所述煤直接液化粗油为馏程200～450℃的煤直接液化粗油馏分。
11、优选实施方式中，所述加氢反应在加氢催化剂存在下进行，所述加氢催化剂包括载体和活性组分；所述活性组分包括ni、mo和p，所述ni、mo和p在所述加氢催化剂中的质量含量依次分别为4.71～5.89％、8.87～10.93％和0.74～0.87％；
12、一些实施方式中，所述载体为al2o3-sio2载体，例如其中al2o3含量为45～72wt％，sio2含量为28～55wt％。
13、一些实施方式中，所述加氢反应的条件包括：温度为350～380℃，压力为8～15mpa，氢油比(v/v)为500～1000，体积空速为0.6～1.5h-1；
14、优选地，所述加氢反应在固定床反应器、悬浮床反应器或沸腾床反应器中进行。
15、本发明还提供上文所述的溶剂油或上文所述的制备方法制得的溶剂油在煤液化沥青的精制处理中的应用。
16、本发明还提供一种煤液化沥青的精制处理方法，包括如下步骤：
17、(1)将煤液化沥青和溶剂油按照质量比1:2～4混合均匀，升温至80～130℃后，恒温搅拌0.5～2h，得到混合浆液；所述溶剂油为上文所述的溶剂油或上文所述的制备方法制得的溶剂油；
18、(2)将所述混合浆液进行离心分离，得到轻相和重相；
19、(3)分离出所述轻相中的溶剂油，得到精制煤液化沥青；
20、优选地，步骤(2)中，所述离心分离在卧螺离心机中进行，优选地，所述卧螺离心机的离心分离因数为600～1800g。
21、优选地，将所述重相加热至200～250℃，使得所述重相软化成流体，然后回收其中的溶剂油；
22、优选地，将所轻相中分离得到的溶剂油和所述重相中回收得到的溶剂油混合后循环用于所述步骤(1)中。
23、本发明提供的技术方案具有如下有益效果：
24、(1)相对现有技术，本发明提供的溶剂油能够实现煤液化沥青精制的低成本、高效率的工业化生产，能够在较低的溶剂油消耗率的前提下，制备得到兼顾高收率、低灰分和低喹啉不溶物含量等特点的精制沥青，例如可得到灰分低于1000ppm、甚至低于100ppm，喹啉不溶物含量低于2000ppm的精制沥青，同时收率达到48～58％，可满足高端碳材料的应用要求。
25、(2)本发明提供的溶剂油制备成本较低，原料来源广泛，对煤液化沥青萃取效率高、固液分离效果好，且溶剂油易于回收重复利用，适合于大规模化工业应用。
1.一种溶剂油，其特征在于，所述溶剂油中含有c10～c16链烷烃、环数为1～3的环烷烃、单环芳烃、二环芳烃和三环芳烃；
2.根据权利要求1所述的溶剂油，其特征在于，所述溶剂油的密度为0.93～1.02g/cm3。
3.权利要求1-2任一项所述的溶剂油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述煤焦油馏分油为馏程170～400℃的煤焦油馏分；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加氢反应在加氢催化剂存在下进行，所述加氢催化剂包括载体和活性组分；所述活性组分包括ni、mo和p，所述ni、mo和p在所述加氢催化剂中的质量含量依次分别为4.71～5.89％、8.87～10.93％和0.74～0.87％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述载体为al2o3-sio2载体，其中al2o3含量为45～72wt％，sio2含量为28～55wt％。
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述加氢反应的条件包括：温度为350～380℃，压力为8～15mpa，氢油比(v/v)为500～1000，体积空速为0.6～1.5h-1；
8.权利要求1-2任一项所述的溶剂油或权利要求3-7任一项所述的制备方法制得的溶剂油在煤液化沥青的精制处理中的应用。
9.一种煤液化沥青的精制处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的煤液化沥青的精制处理方法，其特征在于，将所述重相加热至200～250℃，使得所述重相软化成流体，然后回收其中的溶剂油；
