專利名稱：煤加氫熱解與氣化耦合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤炭資源綜合利用技術(shù)，尤其涉及一種煤加氫熱解與氣化耦合的 方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長，對化工原料的需求也急劇增加，在化工原料 結(jié)構(gòu)中，煤炭占一半以上，“發(fā)展煤化工，開發(fā)和推廣潔凈煤技術(shù)”已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界 的共識(shí)。為了實(shí)現(xiàn)煤炭資源的分級(jí)高效利用，學(xué)術(shù)界提出了“煤拔頭”的工藝設(shè)想，充分在 煤中提取氣體、液體燃料和精細(xì)化學(xué)品。現(xiàn)有技術(shù)中，煤熱解技術(shù)的焦油產(chǎn)率較低，并且輕組分含量較少；煤的快速加氫熱 解技術(shù)能夠提高焦油產(chǎn)率，同時(shí)得到富甲烷的高熱值煤氣，但是原料煤中仍有一部分碳以 低附加值的半焦形式存在，原料總碳利用率較低。煤氣化技術(shù)可以通過選擇不同的氣化劑 來獲得氣體組分不同的合成氣，但就特定氣化介質(zhì)而言，其合成氣組分比較單一，同時(shí)也無 法提取萘、苯、酚等更有價(jià)值的煤化工產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤加氫熱解與氣化耦合的方法，該方法將煤加氫熱解、 半焦加氫氣化和焦粒制氫相結(jié)合，充分在煤中提取氣體、液體燃料和精細(xì)化學(xué)品，綜合了煤 熱解技術(shù)和煤氣化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有效提高了焦油產(chǎn)率和輕組分含量，同時(shí)可以獲得富甲烷 熱解煤氣和氣化煤氣以及高附加值的萘、苯、酚等煤化工產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的煤加氫熱解與氣化耦合的方法，包括以下次序的工藝步驟A、將粒度小于或等于2mm的原料煤在煤干燥預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行干燥和預(yù)熱，干燥后 全水分小于或等于8%，預(yù)熱溫度為250-350°C ；干燥和預(yù)熱后的原料煤60% -80%進(jìn)入煤加氫熱解爐，在壓力1. 0-3. OMI3a和溫度 550-680°C條件下進(jìn)行加氫熱解，熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解煤氣凈化分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，分離 后的產(chǎn)品包括富甲烷熱解煤氣、焦油、萘、苯、酚等；B、所述煤加氫熱解爐生產(chǎn)的半焦全部進(jìn)入焦加氫氣化爐，在壓力1. 0-3. OMPa和 溫度327-427 條件下進(jìn)行加氫氣化，氣化氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣化煤氣凈化分離系統(tǒng)，分離出富 含甲烷的氣化煤氣；C、干燥和預(yù)熱后的原料煤20% -40%與來自所述焦加氫氣化爐的多孔、疏松的 高溫焦粒在氧氣和水蒸汽混合氣化劑的共同作用下分上下兩路進(jìn)入富氫發(fā)生器，在壓力 1. 0-3. OMPa和溫度900-1500°C條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生產(chǎn)的富氫氣體作為所述煤加氫熱 解爐的流化反應(yīng)氣體使用，其灰渣處理在除渣系統(tǒng)內(nèi)完成。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫熱解與氣化 耦合的方法，由于將煤加氫熱解、半焦加氫氣化和焦粒制氫相結(jié)合，能充分在煤中提取氣體、液體燃料和精細(xì)化學(xué)品，綜合煤熱解技術(shù)和煤氣化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有效提高了焦油產(chǎn)率和 輕組分含量，同時(shí)可以獲得富甲烷熱解煤氣和氣化煤氣以及高附加值的萘、苯、酚等煤化工產(chǎn)品ο


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 附圖。圖1為本發(fā)明煤加氫熱解與氣化耦合的方法的工藝流程圖。圖中1、煤干燥預(yù)熱系統(tǒng)，2、煤加氫熱解爐，3、焦加氫氣化爐，4、富氫發(fā)生器，5、熱 解煤氣凈化分離系統(tǒng)，6、氣化煤氣凈化系統(tǒng)，7、除渣系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本 發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的煤加氫熱解與氣化耦合的方法，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示，包 括以下次序的工藝步驟A、將粒度小于或等于2mm的原料煤在煤干燥預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行干燥和預(yù)熱，干燥后 全水分小于或等于8%，預(yù)熱溫度為250-350°C ；干燥和預(yù)熱后的原料煤60% -80%進(jìn)入煤加氫熱解爐，在壓力1. 0-3. OMI3a和溫度 550-680°C條件下進(jìn)行加氫熱解，熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解煤氣凈化分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，分離 后的產(chǎn)品包括富甲烷熱解煤氣、焦油、萘、苯、酚等；B、所述煤加氫熱解爐生產(chǎn)的半焦全部進(jìn)入焦加氫氣化爐，在壓力1. 0-3. OMPa和 溫度327-427 條件下進(jìn)行加氫氣化，氣化氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣化煤氣凈化分離系統(tǒng)，分離出富 含甲烷的氣化煤氣；C、干燥和預(yù)熱后的原料煤20% -40%與來自所述焦加氫氣化爐的多孔、疏松的 高溫焦粒在氧氣和水蒸汽混合氣化劑的共同作用下分上下兩路進(jìn)入富氫發(fā)生器，在壓力 1. 0-3. OMPa和溫度900-1500°C條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生產(chǎn)的富氫氣體作為所述煤加氫熱 解爐的流化反應(yīng)氣體使用，其灰渣處理在除渣系統(tǒng)內(nèi)完成。所述的煤加氫熱解爐為流化床反應(yīng)器，流化反應(yīng)氣體是由一部分凈化后的熱解煤 氣和來自富氫發(fā)生器的富氫氣體組成；所述的焦加氫氣化爐為流化床反應(yīng)器，流化反應(yīng)氣體為一部分凈化后的熱解煤 氣；所述的富氫發(fā)生器為旋流床反應(yīng)器。本發(fā)明將煤加氫熱解、半焦加氫氣化和焦粒制氫相結(jié)合，充分在煤中提取氣體、液 體燃料和精細(xì)化學(xué)品，綜合了煤熱解技術(shù)和煤氣化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有效提高了焦油產(chǎn)率和輕組分含量，同時(shí)可以獲得富甲烷熱解煤氣和氣化煤氣以及高附加值的萘、苯、酚等煤化工產(chǎn)
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ΡΠ O具體實(shí)施例以煤處理量2t/h的生產(chǎn)規(guī)模為例，原料煤的提質(zhì)前后的工業(yè)分析見表1。平均粒 度0.6mm的原料煤在煤干燥預(yù)熱系統(tǒng)(1)內(nèi)進(jìn)行干燥和預(yù)熱后，預(yù)熱溫度為270°C，其中 60%的原料煤先進(jìn)入煤加氫熱解爐0)，在壓力1. OMI^a和溫度600°C條件下進(jìn)行加氫熱解， 熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解煤氣凈化分離系統(tǒng)( 進(jìn)行凈化分離，其中熱解煤氣產(chǎn)率19. 68% (含甲烷氣體52% )、焦油產(chǎn)率14. 63%、萘、苯、酚等產(chǎn)率4% ；固體產(chǎn)物半焦全部進(jìn)入焦加 氫氣化爐(3)，在壓力1.0和溫度327°C條件下進(jìn)行加氫氣化，氣化氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣化煤氣 凈化系統(tǒng)(6)，凈化后的氣化煤氣組分見表2 ；焦加氫氣化爐C3)氣化后剩余的焦粒與40% 的原料煤在氧氣和水蒸汽混合氣化劑的共同作用下分上下兩路進(jìn)入富氫發(fā)生器，在壓 力1. 0和溫度1000°C條件下進(jìn)一步氣化反應(yīng)，生產(chǎn)的富氫氣體組分見表3，其灰渣處理在除 渣系統(tǒng)(7)內(nèi)完成。表1原料煤提質(zhì)前后工業(yè)分析結(jié)果(％ )
權(quán)利要求
1.一種煤加氫熱解與氣化耦合的方法，其特征在于，包括以下次序的工藝步驟A、將粒度小于或等于2mm的原料煤在煤干燥預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行干燥和預(yù)熱，干燥后全水 分小于或等于8%，預(yù)熱溫度為250-350°C ；干燥和預(yù)熱后的原料煤60% -80%進(jìn)入煤加氫熱解爐，在壓力1.0-3. OMPa和溫度 550-68(TC條件下進(jìn)行加氫熱解，熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解煤氣凈化分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，分離 后的產(chǎn)品包括富甲烷熱解煤氣、焦油、萘、苯、酚；B、所述煤加氫熱解爐生產(chǎn)的半焦全部進(jìn)入焦加氫氣化爐，在壓力1.0-3.OMI^a和溫度 327-427 條件下進(jìn)行加氫氣化，氣化氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣化煤氣凈化分離系統(tǒng)，分離出富含甲 烷的氣化煤氣；C、干燥和預(yù)熱后的原料煤20%-40%與來自所述焦加氫氣化爐的多孔、疏松的高 溫焦粒在氧氣和水蒸汽混合氣化劑的共同作用下分上下兩路進(jìn)入富氫發(fā)生器，在壓力 1. 0-3. OMPa和溫度900-1500°C條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生產(chǎn)的富氫氣體作為所述煤加氫熱 解爐的流化反應(yīng)氣體使用，其灰渣處理在除渣系統(tǒng)內(nèi)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤加氫熱解與氣化耦合的方法，其特征在于所述的煤加氫熱解爐為流化床反應(yīng)器，流化反應(yīng)氣體是由一部分凈化后的熱解煤氣和 來自富氫發(fā)生器的富氫氣體組成；所述的焦加氫氣化爐為流化床反應(yīng)器，流化反應(yīng)氣體為一部分凈化后的熱解煤氣；所述的富氫發(fā)生器為旋流床反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤加氫熱解與氣化耦合的方法，首先將粒度小于或等于2mm的原料煤在煤干燥預(yù)熱系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行干燥和預(yù)熱，干燥和預(yù)熱后的原料煤60％-80％進(jìn)入煤加氫熱解爐進(jìn)行加氫熱解，熱解氣相產(chǎn)物進(jìn)入熱解煤氣凈化分離系統(tǒng)進(jìn)行分離；煤加氫熱解爐生產(chǎn)的半焦全部進(jìn)入焦加氫氣化爐進(jìn)行加氫氣化，氣化氣相產(chǎn)物進(jìn)入氣化煤氣凈化分離系統(tǒng)；干燥和預(yù)熱后的原料煤20％-40％與來自所述焦加氫氣化爐的高溫焦粒在氧氣和水蒸汽混合氣化劑的共同作用下分上下兩路進(jìn)入富氫發(fā)生器進(jìn)行氣化反應(yīng)。將煤加氫熱解、半焦加氫氣化和焦粒制氫相結(jié)合，有效提高了焦油產(chǎn)率和輕組分含量，同時(shí)可以獲得富甲烷熱解煤氣和氣化煤氣以及高附加值的萘、苯、酚等煤化工產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10G1/06GK102061182SQ20111002167
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者吳道洪 申請人:吳道洪