[發明專利]一種煤與石油煉制副產品共熱解的組合工藝

有效

• 申請號: 201210427902.4
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN103788969A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張慶軍;翁延博;蔣立敬;張忠清;彭紹忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B57/04;C10B57/00
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技術領域

本發明屬于煤炭熱解技術領域，涉及一種煤與石油煉制副產品共熱解的組合工藝，具體地說涉及一種低變質煤與石油煉制副產品利用微波共熱解的組合工藝。

背景技術

我國是一個富煤、缺油、少天然氣的國家，煤炭在我國一次能源中所占的比例高達75%左右，其中低變質煤炭資源（褐煤、長焰煤、氣煤、不粘煤、弱粘煤等）占煤炭資源的60%以上。由于低變質煤沒有粘結性或粘結性很差，不能用于常規焦爐生產焦炭，一般只作為動力煤使用或部分用于生產低熱值的發生爐煤氣。低變質煤中含有大量的富氫組分，將煤炭直接燃燒，浪費了煤中潛在的可轉化為具有高附加值的油、氣和化學品富氫組分。低變質煤具有低灰、低硫、低磷、高發熱量、高揮發分和高化學活性的特點，特別適合低溫干餾生產半焦、焦油和煤氣。低溫干餾可以使煤中富氫組分以優質的液態的和氣態的能源或化工原料產出，實現煤的氣、液、固組分的分質轉化，是低變質煤高效利用的最佳途徑。

煤的低溫干餾（也稱煤的熱解）是指煤在隔絕空氣條件下加熱至400～750℃而發生的包括一系列復雜的物理變化和化學反應過程。在這個過程中將發生交聯鍵的斷裂以及重質組分的二次反應，最終生成氣體（煤氣）、液體（焦油）、固體（半焦）等產物。煤的低溫干餾除得到少量煤焦油和煤氣外，主要產品為半焦，俗稱蘭炭。半焦硫含量低，可以作為潔凈固體燃料直接用來燃燒或氣化，或者作為冶金原料。低溫煤焦油是重要的化工原料，低溫煤焦油經加氫處理后也可作為發動機燃料。低溫干餾煤氣熱值高，是優質民用煤氣和工業燃料氣。

煤的干餾實質上是煤的熱分解過程（通過復雜的鏈式自由基機理進行）。煤受熱溫度達到100～105℃時，首先干燥脫水，放出大部分外在水分；當溫度增至100～250℃時，發生脫羧基反應，放出二氧化碳和部分化合水；溫度到300～350℃時，分解加劇，有揮發物產生，主要是一氧化碳、硫化氫、氣態烴類和焦油蒸氣；當達到450～650℃左右，焦油生成量通常達到最高值，隨著溫度的增高，煤氣增多，半焦減少，焦油亦會發生再次分解，焦油產率隨之下降。

目前國內研究煤炭熱解技術的單位眾多，比較典型的技術有大連理工大學開發的褐煤固體熱載體干餾多聯產工藝、北京煤化所開發的MRF熱解工藝、浙江大學和清華大學開發的以流化床熱解為基礎的循環流化床熱電多聯產工藝、北京動力經濟研究所和中國科學院工程熱物理研究所的以移動床為基礎的熱電氣多聯產工藝、濟南鍋爐廠的多聯供工藝、中國科學院山西煤化所和中國科學院過程工程研究所的“煤拔頭工藝”等。這些工藝歸結起來主要有兩大類：外熱法和內熱法（內熱法又分為氣體熱載體工藝和固體熱載體工藝），外熱法是利用炭化室外側爐墻對煤料傳熱，雖然產生的煤氣質量穩定，但傳熱不均勻，熱效率低，熱解時間較長，揮發產物的二次裂解嚴重；內熱法利用熱載體直接對煤料傳熱，具有傳熱均勻的優點，但氣體熱載體工藝產生的煤氣會被稀釋，增加煤氣量，降低了煤氣的有效成分含量，對煤氣的進一步綜合利用不利，固體熱載體工藝熱效率低、半焦產品利用價值低、工藝放大困難。目前煤的熱解工藝存在的普遍問題是加熱速度慢，熱解時間長，焦油收率偏低。

微波是介于紅外和無線電波之間的一種電磁波，其波長范圍為100~0.1cm,相應的頻率范圍為300~300000?MHz。與傳統加熱相比，由于微波加熱直接作用于物質的分子或離子、引起分子或離子的振動產生熱量，而不是通過傳統方式（熱傳導、熱對流、熱輻射）傳熱，因此它具有更快的加熱效率。與常規電加熱方式相比，它一般可以節電30%~50%

CN100810232680.4公開了一種低變質煤種的低溫煤干餾方法，該方法采用微波發生裝置作為加熱熱源，微波頻率是0.3GHz～300GHz，將低變質煤種加熱到300℃～800℃進行低溫干餾，生成蘭炭、焦油和煤氣。該方法可以有效提高低變質煤低溫干餾焦油收率及氣體、固體產品的質量。但是由于煤屬于微波弱吸收物質，導致熱解時間過長，焦油收率偏低。

發明內容

針對現有煤熱解技術存在的缺陷或者不足，本發明的目的在于提供一種煤與石油煉制副產品共熱解的組合工藝，該方法使煤與石油煉制副產品在同一溫度區間發生同步熱解，產生協同效應，從而提高煤焦油產率，改善煤焦油的質量。

一種煤與石油煉制副產品共熱解的組合工藝，原料煤與石油煉制副產品在預熱干燥區混合，經過預熱后的煤與石油煉制副產品的混合物進入微波熱解反應器進行熱解反應生成半焦及熱解氣，熱解氣進入冷凝系統分離為焦油及煤氣。