[發(fā)明專利]一種低階煤加氫-熱解-氣化耦合一體化多聯(lián)產(chǎn)工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010768924.1
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111704935B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓磊;姚曉虹;張健;杜鵬鵬;劉曉花
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: C10J3/66
• 分類號: C10J3/66;C10J3/72;C10G1/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 王晶

一種低階煤加氫?熱解?氣化耦合一體化多聯(lián)產(chǎn)工藝。低階煤經(jīng)制粉單元獲得粉煤；部分煤粉與外來重油、熱解油泥、重餾分焦油及催化劑混合進(jìn)行加氫單元；加氫反應(yīng)產(chǎn)物分離的液相產(chǎn)物經(jīng)加氫提質(zhì)獲得燃料油，含固油渣與煤混合進(jìn)入熱解單元；熱解產(chǎn)生熱解油泥和重餾分焦油、重油混合進(jìn)入加氫單元，輕餾分焦油分離出粗酚后進(jìn)入提質(zhì)單元，半焦進(jìn)入氣化單元，產(chǎn)生合成氣部分為全工藝提供氫氣，剩余作其他化工裝置原料，灰渣直接排除裝置。本發(fā)明將煤的加氫、熱解、氣化過程耦合，利用煤單獨(dú)加工副產(chǎn)物性質(zhì)特點(diǎn)，以低階煤、重油為原料，高品質(zhì)汽油、航空煤油、柴油以及粗粉、合成氣為產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)煤炭的規(guī)模化、清潔高效化利用，提升裝置的整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工和煤化工領(lǐng)域，特別涉及一種低階煤加氫-熱解-氣化耦合一體化多聯(lián)產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

我國油氣資源嚴(yán)重不足，原油對外依賴度將近60％，以煤炭為主的資源稟賦決定我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生根本性變化。煤炭的消耗量占我國總資源消費(fèi)量約70％，以煤為主導(dǎo)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，引起了政府的高度重視，對環(huán)境保護(hù)的政策也必將愈加嚴(yán)格。因此，煤炭的清潔轉(zhuǎn)化和高效利用是保障我國能源戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)安全和緩解煤炭粗放型應(yīng)用引起環(huán)境污染的重要途徑。

煤炭加氫液化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔轉(zhuǎn)化和高效利用的一種重要途徑，分為煤油共煉和煤直接液化兩種不同的工藝路線。近年來我國相繼實(shí)現(xiàn)煤直接液化裝置和煤/油共處理裝置示范項(xiàng)目的工業(yè)化運(yùn)行，掌握了煤炭加氫液化的關(guān)鍵技術(shù)，為煤炭清潔高效化利用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。但是，兩種工藝路線除了傳統(tǒng)的油、氣產(chǎn)物外，還有10～30％液化副產(chǎn)物殘?jiān)芍赜?16.22％)、瀝青烯(25.49％)、前瀝青烯(14.02％)以及有機(jī)不容物(44.27％)組成，但屬于一種固體廢棄物，難以有效利用；同時(shí)，兩種工藝路線均屬于煤炭的加氫反應(yīng)過程，裝置運(yùn)行中需要大量的氫氣作為加氫原料，裝置建設(shè)成本大幅度增加；此外，煤油共煉工藝中需要大量適宜性質(zhì)重油原料，原料的來源問題一直是困擾該技術(shù)快速發(fā)展的主要原因之一。

煤熱解技術(shù)是一種通過最小能耗和物耗，直接提取煤中的揮發(fā)分獲得焦油、熱解煤氣和半焦等化學(xué)品及清潔能源是低階煤科學(xué)利用的有效方法之一。但是當(dāng)前我國煤熱解所產(chǎn)生焦油收率普遍低于8％且所得煤焦油氧含量高、灰分高、多環(huán)芳烴含量高、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高等特點(diǎn)，在采用常規(guī)的石油加氫處理催化劑及工藝過程時(shí)存在反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)焦沉積、催化劑使用壽命短等問題；煤粉存在易揚(yáng)塵、易燃、易爆，熱解過程中粉化造成管道易堵塞、結(jié)焦，熱解焦油含塵量大，產(chǎn)生難以處理的油泥，細(xì)粉半焦難以利用、產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，使得粉煤的熱解經(jīng)濟(jì)技術(shù)大幅度降低。

傳統(tǒng)流化床氣化爐由于操作溫度低于煤的灰熔點(diǎn)，造成對于氣化反應(yīng)活性較差的煤，其在流化床氣化爐內(nèi)的碳轉(zhuǎn)化率低，物料未能充分利用和轉(zhuǎn)化。而且，傳統(tǒng)流化床氣化爐一般采用干法排渣。目前，干法排渣裝置在高壓下運(yùn)行的難度較大，從而造成氣化爐的操作壓力不高，限制了氣化爐的生產(chǎn)能力，對灰的融熔點(diǎn)由較為嚴(yán)格的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低階煤加氫-熱解-氣化耦合一體化多聯(lián)產(chǎn)工藝，不僅能夠?yàn)槊杭託湟夯磻?yīng)提供大量具有良好供氫性能的重油原料和氫氣，實(shí)現(xiàn)油渣的高效利用，而且能夠提高煤熱解過程中的焦油收率、降低半焦粉化程度提高，解決熱解油泥的利用問題；最后，煤油共煉使用的Fe基催化劑還能夠提高氣化用半焦的灰熔融性能，有利于提高半焦氣化反應(yīng)活性，增加流化床氣化爐內(nèi)的碳轉(zhuǎn)化率低，分質(zhì)利用和固體廢棄物的規(guī)模化、清潔高效化利用，大幅度提高各反應(yīng)裝置的原料性質(zhì)、產(chǎn)品性質(zhì)和生產(chǎn)效率，提升裝置的整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種低階煤加氫-熱解-氣化耦合一體化多聯(lián)產(chǎn)工藝，包括以下步驟；

a)低階煤3進(jìn)入制粉單元13經(jīng)過破碎、研磨、干燥、篩分等獲得不同粒徑尺寸的粉煤，并分別進(jìn)入油煤漿制備單元4和熱解單元17；