[發明專利]一種氣流床粉煤加氫氣化方法

在審

• 申請號: 201410809322.0
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104479752A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 汪國慶;馬志超;周三;方科學;劉明;聶永廣;張正旺;景旭亮;鄭征;湯海奇;閆云東
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及煤氣化領域，尤其涉及一種氣流床粉煤加氫氣化方法。

背景技術

我國“貧油少氣相對富煤”的資源條件注定將在很長一段時間內保持為以煤炭資源為主的能源結構。隨著城市化進程的加快和環保要求的提高，對天然氣的需求日益增加，缺口巨大，因此開發高效的煤代天然氣技術是彌補我國天然氣資源短缺的有效手段。

對于常規兩步法煤制天然氣工藝而言，雖技術成熟，但工藝路線較長，投資大，熱效率低。為改變常規技術的不足，近年來，利用煤熱解和加氫氣化來提取原煤中的焦油和氣體產品的工藝受到越來越高的重視，專利申請CN102559310A中公布了一種用焦爐氣等工業廢氣進行煤炭加氫氣化制天然氣等烴類的方法，該方法利用焦爐氣或甲醇馳放氣等工業廢氣作為氣源進行煤轉化反應，雖給出較優的氫氣供應方式，但并未給出較優的工藝過程，如在該工藝中，原煤與焦爐紅焦需加熱至300℃后輸送至氣化爐內，但在加熱至該溫度后時，原煤會發生熱解產生焦油，容易發生堵塞，從而不利于原料煤在管道中的輸送，且更為重要的是，該工藝由于輸入的熱量不足以達到激發加氫氣化反應溫度，無法獲得較優的產品質量和穩定的系統運行。

針對上述煤加氫氣化技術現狀而言，提供一種能夠穩定實現煤加氫氣化過程并獲得高品質產物的煤加氫氣化方法是本領域技術人員所面臨的重要課題。

發明內容

本發明實施例提供了一種氣流床粉煤加氫氣化方法，能夠穩定實現煤加氫氣化過程并獲得高品質產物，實現煤炭資源的高效利用。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一種氣流床粉煤加氫氣化方法，包括：

將粉煤與加熱后的原料氣混合后通過氣化爐噴嘴送入氣化爐中；

所述粉煤與加熱后的原料氣在所述氣化爐的反應段混合并發生加氫氣化反應，生成半焦、合成氣以及氣態油；

待經所述反應段出口處的降溫裝置降溫后，所述合成氣以及氣態油經除塵、換熱，獲得氣體產物和液態油品產物；所述半焦被排出所述氣化爐。

可選的，在將粉煤與加熱后的原料氣通過氣化爐噴嘴送入氣化爐之前，還包括：

在所述氣化爐外部對原料氣進行一次加、熱，產生一次加熱原料氣；和

在所述氣化爐噴嘴內部通過貧氧燃燒的方式對所述一次加熱原料氣進行二次加熱，產生加熱后的原料氣。

可選的，所述在所述氣化爐外部對原料氣進行一次加熱，產生一次加熱原料氣具體為：

在開車階段，原料氣依次流經半焦冷卻器和氣體換熱器，然后進入氫氣加熱爐進行加熱，產生所述一次加熱原料氣；或

在系統運行階段，原料氣首先在所述半焦冷卻器內與半焦進行換熱，然后進入所述氣體換熱器進行換熱，產生所述一次加熱原料氣。

可選的，在所述氣化爐噴嘴內部對所述一次加熱原料氣進行二次加熱，產生加熱后的原料氣具體為：

向所述氣化爐噴嘴內通入氧氣，通過貧氧燃燒的方式對所述一次加熱原料氣進行二次加熱，產生所述加熱后的原料氣。

進一步的，所述氧氣的添加量為所述加熱后的原料氣的2-10％。

優選的，所述加熱后的原料氣的溫度高于1000℃，所述加熱后的原料氣與粉煤混合后的溫度高于700℃。

可選的，所述加熱后的原料氣與粉煤的加入量的質量比為0.1-0.4。

可選的，所述氣化爐的反應壓力為3-12MPa，反應溫度為700-1200℃。

優選的，所述粉煤在所述氣化爐的反應段中停留5-20秒。

可選的，將所述半焦、合成氣以及氣態油降溫至700℃以下。

可選的，在將粉煤與加熱后的原料氣通過氣化爐噴嘴送入氣化爐之前，還包括在密相輸送單元中利用輸送氣體將粉煤輸送至所述氣化爐噴嘴。

進一步的，所述輸送氣體為高壓氫氣。

可選的，所述粉煤的粒徑為5-75μm，所述粉煤的含水量小于10％。

本發明實施例提供了一種氣流床粉煤加氫氣化方法，通過對原料氣進行一次加熱及二次貧氧燃燒加熱兩步將與粉煤混合的原料氣溫度提高至1000℃以上，從而保證混合后的粉煤能達到加氫氣化反應所需條件，進而保證激發加氫氣化反應，同時，在氣化爐反應段出口處采用降溫裝置控制反應程度，以此對生成產物組份進行調控。通過加氫氣化反應不但可提高油品價值，實現油品輕質化，還可避免油品在后系統除塵步驟出現堵塞的可能性，從而提高整體工藝運行的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的氣流床粉煤加氫氣化方法的工藝示意圖；