一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括：急冷器、常壓蒸餾塔、懸浮床加氫反應(yīng)器、氣液分離器、減壓蒸餾塔、渣油氣化器、氣體分離及凈化器和乙二醇合成系統(tǒng)。所述方法包括：將熱解油氣急冷，生成冷卻油氣；將冷卻油氣常壓蒸餾，得到塔底重油和輕質(zhì)燃料；將塔底重油裂化、氣液分離，得裂化油；將裂化油減壓蒸餾得殘?jiān)?；將殘?jiān)蜌饣玫胶铣蓺?；將合成氣分離、凈化，得到氫氣、一氧化碳；將一氧化碳和氫氣合成乙二醇。本發(fā)明減壓深拔后的重質(zhì)殘?jiān)筒谎h(huán)回懸浮床加氫反應(yīng)器，避免了懸浮床加氫過(guò)程中的結(jié)焦。將殘?jiān)退脷怏w生產(chǎn)乙二醇，提高了重質(zhì)組分加工的靈活性，提高工藝經(jīng)濟(jì)性。
【專利說(shuō)明】
一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于一種低階煤熱解生成的油、氣加工的組合系統(tǒng)及方法。更具體的說(shuō)，是 涉及一種在煤快速熱解過(guò)程中，耦合焦油、熱解氣回收及加工，生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油及乙二醇的 系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)已探明煤炭?jī)?chǔ)量中占55%以上為低階煤(如長(zhǎng)焰煤、褐煤等），低階煤的煤化 程度低、揮發(fā)分高、水含量高，直接燃燒或氣化效率低。面臨低階煤的利用，現(xiàn)有技術(shù)提出分 質(zhì)利用的工藝技術(shù)。
[0003] 煤炭分質(zhì)利用被認(rèn)為是低階煤清潔高效利用的有效途徑，也是我國(guó)"十三五"煤化 工重點(diǎn)發(fā)展的方向。煤炭的分質(zhì)利用就是通過(guò)熱解作用將煤炭中不同成分先分離出來(lái)，包 括最終得到的煤氣、焦油和半焦等。其中，煤氣凈化后可作為原料或者燃料;煤焦油通過(guò)加 氫可以生產(chǎn)出汽油、柴油；半焦通過(guò)熱解變成低揮發(fā)分、低硫的清潔燃料，用于發(fā)電、氣化 等。
[0004] 煤炭分質(zhì)利用的"龍頭"是煤的熱解技術(shù)，熱解技術(shù)就是提取規(guī)模產(chǎn)量的焦油、煤 氣。隨著科技的進(jìn)步，煤分質(zhì)利用需要規(guī)?；?、大型化，單套煤熱解裝置規(guī)模越來(lái)越大型化， 且熱解速率也迅速提高，煤在熱解爐中的反應(yīng)時(shí)間甚至僅為幾秒鐘，熱解油氣溢出速度快， 且產(chǎn)出的煤焦油多為中低溫煤焦油，其性質(zhì)與常規(guī)焦化產(chǎn)出的煤焦油有較大差別。
[0005]在低階煤的分質(zhì)利用過(guò)程中，為了體現(xiàn)提效優(yōu)先、系統(tǒng)集成的綜合利用一體化工 藝過(guò)程，其中一條綜合利用途徑是:熱解-油氣提質(zhì)-半焦燃燒-發(fā)電。熱解氣中富含一氧化 碳、氫氣及其它低碳烴類，煤焦油屬于含輕組分較高的中低溫煤焦油，但是快速熱解油的熱 穩(wěn)定性較差，重質(zhì)組分在反復(fù)回?zé)挼倪^(guò)程中易于縮合生焦。
[0006] 在現(xiàn)有的煉焦過(guò)程中，焦?fàn)t煤氣從碳化室上升管逸出溫度為650~750°C，先在橋 管和集氣管中噴淋70~75°C的氨水，煤氣冷卻至80~85°C，煤氣中60 %的焦油被冷卻，冷凝 下來(lái)的是重質(zhì)焦油，噴灑氨水保證焦油流動(dòng)性。采用這種常規(guī)的處理方式來(lái)處理規(guī)?；?煤快速熱解產(chǎn)生的熱解油氣，會(huì)消耗大量的氨水，并產(chǎn)生大量污水;雖然其輕組分含量高于 高溫煤焦油，但是快速熱解煤焦油中含有較多的甲苯不溶物，主要是煤粉和煤灰，且黏度較 大、乳化程度高、熱穩(wěn)定性較差、加工難度大，需要設(shè)計(jì)適宜的回收及加工方案實(shí)現(xiàn)綜合利 用，以提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0007] 現(xiàn)有另一種基于熱解氣化裝置制備PTA/PET的工藝，該工藝以煤炭氣化為核心制 備煤基PTA/PET，包括煤焦油加氫精制單元、石腦油精制單元、甲醇合成單元、甲醇-石腦油 重整/耦合單元、乙二醇合成單元等，具體步驟是煤先經(jīng)過(guò)熱解獲得荒煤氣和半焦，荒煤氣 進(jìn)行氣固分離，除塵煤氣再進(jìn)行氣液分離，熱解氣凈化后進(jìn)入合成氣分離器，水冷后焦油進(jìn) 行油水分離，凈化焦油經(jīng)過(guò)芳烴抽提、加氫精制獲得芳烴和石腦油，半焦進(jìn)行高溫氣化生產(chǎn) 合成氣，凈化后的熱解氣和半焦氣化氣作為后續(xù)化工產(chǎn)品合成原料氣，以合成的石腦油、甲 醇、乙二醇為原料最終合成PTA/PET。
[0008] 該工藝中煤的轉(zhuǎn)化耦合了熱解和氣化過(guò)程，此種工藝一般選用粉煤作為熱解原 料，熱解油氣冷卻回收采用傳統(tǒng)方法，需要油水分離，焦油與水的乳化程度高。此外，煤焦油 中通常含有較多的煤粉和煤灰，且重質(zhì)組分也較多，對(duì)全餾分煤焦油進(jìn)行芳烴抽提，原料處 理量大，能耗高，收率低；只對(duì)煤焦油進(jìn)行加氫精制處理，煤焦油的輕質(zhì)化程度低，重質(zhì)組分 不能得到充分利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用低階煤熱解油氣生產(chǎn)輕質(zhì)燃料及乙二醇的系統(tǒng) 及工藝方法，避免熱解油氣的重質(zhì)組分回?zé)捝?，使熱解油氣充分利用，提高工藝的?jīng)濟(jì) 性。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)，系統(tǒng)包 括:急冷器、常壓蒸餾塔、懸浮床加氫反應(yīng)器、氣液分離器、減壓蒸餾塔、渣油氣化器、氣體分 離及凈化器和乙二醇合成系統(tǒng);所述急冷器設(shè)有冷卻油氣出口；所述常壓蒸餾塔設(shè)有冷卻 油氣入口、重油出口和輕質(zhì)燃料出口；所述冷卻油氣入口與所述急冷器的冷卻油氣出口連 接;所述懸浮床加氫反應(yīng)器設(shè)有重油入口、加氫產(chǎn)物出口；所述重油入口連接所述常壓蒸餾 塔的重油出口；所述氣液分離器設(shè)有加氫產(chǎn)物入口和裂化油出口；所述加氫產(chǎn)物入口與所 述懸浮床加氫反應(yīng)器的加氫產(chǎn)物出口連接;所述減壓蒸餾塔設(shè)有裂化油入口、殘?jiān)统隹冢?所述裂化油入口與所述氣液分離器的裂化油出口連接;所述渣油氣化器設(shè)有殘?jiān)腿肟诤?合成氣出口；所述殘?jiān)腿肟谂c所述減壓蒸餾塔的殘?jiān)统隹谶B接;所述氣體分離及凈化 器設(shè)有合成氣入口、氫氣出口和一氧化碳出口；所述合成氣入口與所述渣油氣化器的合成 氣出口連通;所述乙二醇合成系統(tǒng)設(shè)有一氧化碳入口和氫氣入口；所述一氧化碳入口與所 述氣體分離及凈化器的一氧化碳出口連通;所述氫氣入口與所述氣體分離及凈化器的氫氣 出口連接。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施方式，所述急冷器設(shè)有冷凝重油出口，所述冷凝重油 出口與所述懸浮床加氫反應(yīng)器的重油入口連接。
[0012] 或者，所述減壓蒸餾塔設(shè)有急冷油出口，所述急冷器設(shè)有急冷油入口，所述常壓蒸 餾塔設(shè)有急冷油入口，所述急冷油出口與所述急冷器的急冷油入口、所述常壓蒸餾塔的急 冷油入口連接。
[0013] 或者，所述常壓蒸餾塔設(shè)有熱解氣出口，所述氣體分離及凈化器設(shè)有熱解氣入口， 所述熱解氣出口連接所述氣體分離及凈化器的熱解氣入口。
[0014] 或者，所述氣液分離器設(shè)有裂化氣出口，所述氣體分離及凈化器設(shè)有裂化氣入口， 所述裂化氣出口連接所述氣體分離及凈化器的裂化氣入口。
[0015] 或者，所述懸浮床加氫反應(yīng)器設(shè)有氫氣入口，所述懸浮床加氫反應(yīng)器的氫氣入口 連接所述氣體分離及凈化器的氫氣出口。
[0016] 或者，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括除塵器，所述除塵器的出口連接所述急冷器的熱解油 氣入口。
[0017] 或者，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括穩(wěn)定器，所述穩(wěn)定器的入氣口連接所述急冷器的冷卻 油氣出口，所述穩(wěn)定器的出氣口連接所述常壓蒸餾塔的冷卻油氣入口。
[0018] 其中，所述懸浮床加氫反應(yīng)器所用的催化劑為含Mo、Ni、Co、W、Fe中一種或幾種金 屬的均相或非均相催化劑。
[0019] 所述均相催化劑包括環(huán)烷酸鹽、脂肪酸鹽、金屬絡(luò)合物中的一種或幾種，其中，以 金屬元素計(jì)量，所述金屬含量為50~200yg/g;優(yōu)選為80~150yg/g。
[0020] 而所述非均相催化劑為包括紅土鎳礦、赤泥，或固定床加氫廢劑一種或幾種的混 合物，加入量為所述懸浮床加氫反應(yīng)器物料的總重量的0.1~5.0% ;優(yōu)選為0.5~3.0%。 [0021 ]本發(fā)明還公開一種低階煤熱解油氣加工組合的方法，上述系統(tǒng)，所述方法包括：
[0022] 急冷:將熱解油氣急冷，生成冷卻油氣；
[0023] 常壓蒸餾:將冷卻油氣常壓蒸餾，得到塔底重油和輕質(zhì)燃料；
[0024] 裂化、氣液分離:將塔底重油裂化、氣液分離，得裂化油；
[0025] 減壓蒸餾:將裂化油減壓蒸餾得殘?jiān)停?br>[0026] 渣油氣化:將殘?jiān)蜌饣玫胶铣蓺猓?br>[0027] 氣體分離及凈化:將合成氣分離、凈化，得到氫氣、一氧化碳；
[0028]乙二醇合成:將一氧化碳和氫氣合成乙二醇。
[0029] 優(yōu)選地，所述急冷步驟還生成了冷凝重油，將所述冷凝重油送入所述懸浮床加氫 反應(yīng)器進(jìn)行所述裂化。
[0030] 或者，所述減壓蒸餾步驟還生成了急冷油，將所述急冷油被分別送入所述急冷步 驟、所述常壓蒸餾步驟。
[0031] 或者，所述常壓蒸餾還分離出熱解氣，將所述熱解氣被送入所述氣體分離及凈化 器進(jìn)行所述氣體分離及凈化步驟。
[0032] 或者，所述氣液分離步驟還生成了裂化氣，將所述裂化氣被送入所述氣體分離及 凈化器進(jìn)行所述氣體分離及凈化步驟。
[0033] 或者，所述氣體分離及凈化步驟得到的氫氣，部分送入所述懸浮床加氫反應(yīng)器。
[0034] 或者，在急冷步驟前還包括將熱解油氣除塵的步驟。在急冷步驟和常壓蒸餾步驟 之間還包括穩(wěn)定冷卻油氣的步驟。
[0035]其中，所述急冷油為裂化油經(jīng)減壓蒸餾獲得的小于500~560°C的餾分。
[0036] 本發(fā)明減壓深拔后的重質(zhì)殘?jiān)筒谎h(huán)回懸浮床加氫反應(yīng)器，避免了懸浮床加氫 過(guò)程中的結(jié)焦;將殘?jiān)瓦M(jìn)行催化氣化，氣化氣及熱解氣經(jīng)凈化分離后作為生產(chǎn)乙二醇的 原料，提高了煤焦油重質(zhì)組分加工的靈活性，提高工藝經(jīng)濟(jì)性；另外，本發(fā)明采用懸浮床加 氫產(chǎn)物的減壓輕餾分部分作為熱解油氣的冷卻介質(zhì)，部分作為常壓蒸餾塔進(jìn)料，該冷卻介 質(zhì)熱穩(wěn)定性較好，避免冷卻過(guò)程中的二次縮合生焦，同時(shí)避免了水冷產(chǎn)生大量的含酚污水， 可以提高輕油收率;而熱解油氣先進(jìn)行急冷處理，將油氣中的重質(zhì)焦油冷卻下來(lái)，相對(duì)輕質(zhì) 的焦油和熱解氣進(jìn)入常壓蒸餾塔，繼續(xù)分離出輕質(zhì)餾分，可以充分利用初冷油氣熱量，避免 了完全冷卻后再蒸餾的能耗;熱解氣分離出的氫氣用于煤焦油重質(zhì)組分懸浮床加氫裂化， 實(shí)現(xiàn)氫氣的自給，節(jié)約制氫成本。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1為本發(fā)明熱解油氣加工組合系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖；
[0038] 圖2為本發(fā)明熱解油氣加工組合方法實(shí)施例的示意圖。
[0039] 附圖2標(biāo)記說(shuō)明
[0040] 1、熱解油氣，2、除塵器，3、除塵后油氣4、急冷器，5、初冷油氣，6、穩(wěn)定器，8、常壓蒸 餾塔，9、熱解氣，10、石腦油餾分，11、柴油餾分，12、常壓塔底重油，13、冷凝重油餾分，14、催 化劑，15、懸浮床加氫反應(yīng)器，16、懸浮床加氫產(chǎn)物，17、氣液分離器，18、裂化氣，19、裂化油， 20、減壓蒸餾塔，21、22、23、急冷油，24、減壓塔底殘?jiān)停?5、渣油氣化器，26、氣化氣，27、氣 體分離及凈化器，28、29、氫氣，30、一氧化碳，31、其它低碳烴，32、乙二醇合成工藝體系，33、 乙二醇，34、其它產(chǎn)物
【具體實(shí)施方式】
[0041] 本發(fā)明公開一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)及方法，將熱解油氣經(jīng)急冷、常壓 蒸餾、裂化分離、減壓深拔，所得重質(zhì)組分不循環(huán)回懸浮床加氫反應(yīng)器，避免了懸浮床加氫 過(guò)程中的結(jié)焦;殘?jiān)瓦M(jìn)行氣化，所得合成氣分離及凈化，分離出一氧化碳、氫氣作為合成 乙二醇的原料，提高了熱解油氣重質(zhì)組分加工的靈活性，提高工藝經(jīng)濟(jì)性。
[0042] 具體地，本發(fā)明公開一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)及方法，是利用重質(zhì)煤焦 油懸浮床加氫后的部分輕質(zhì)組分作為熱解油氣的急冷油，部分作為常壓蒸餾塔的進(jìn)料，冷 凝重質(zhì)焦油、常壓塔底重質(zhì)焦油作為懸浮床加氫裂化的原料，減壓塔底重質(zhì)焦油進(jìn)行氣化 制合成氣，熱解氣、裂化氣、重質(zhì)焦油氣化合成氣經(jīng)過(guò)氣體分離及凈化，分離出一氧化碳、氫 氣及其它低碳經(jīng)，一氧化碳、氫氣作為合成乙二醇的原料，同時(shí)部分氫氣為懸浮床加氫反應(yīng) 提供氫源，其它低碳烴作為熱解爐燃料氣。
[0043] 本發(fā)明公開的低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:急冷器、常壓蒸餾塔、懸 浮床加氫反應(yīng)器、氣液分離器、減壓蒸餾塔、渣油氣化器、氣體分離及凈化器和乙二醇合成 系統(tǒng)。其中，急冷器設(shè)有冷卻油氣出口；常壓蒸餾塔設(shè)有冷卻油氣入口和重油出口和輕質(zhì)燃 料出口；冷卻油氣入口與急冷器的冷卻油氣出口連接;懸浮床加氫反應(yīng)器設(shè)有重油入口、加 氫產(chǎn)物出口；重油入口連接常壓蒸餾塔的重油出口；氣液分離器設(shè)有加氫產(chǎn)物入口和裂化 油出口；加氫產(chǎn)物入口與懸浮床加氫反應(yīng)器的加氫產(chǎn)物出口連接;減壓蒸餾塔設(shè)有裂化油 入口、殘?jiān)统隹?；裂化油入口與氣液分離器的裂化油出口連接;渣油氣化器設(shè)有殘?jiān)腿?口和合成氣出口；殘?jiān)腿肟谂c減壓蒸餾塔的殘?jiān)统隹谶B接;氣體分離及凈化器設(shè)有合 成氣入口、氫氣出口和一氧化碳出口；合成氣入口與渣油氣化器的合成氣出口連通；乙二醇 合成系統(tǒng)設(shè)有一氧化碳入口和氫氣入口； 一氧化碳入口與氣體分離及凈化器的一氧化碳出 口連通;氫氣入口與氣體分離及凈化器的氫氣出口連接。
[0044] 本發(fā)明減壓深拔后的重質(zhì)殘?jiān)筒谎h(huán)回懸浮床加氫反應(yīng)器，避免了懸浮床加氫 過(guò)程中的結(jié)焦;將殘?jiān)瓦M(jìn)行催化氣化，氣化氣經(jīng)凈化分離后作為生產(chǎn)乙二醇的原料，提高 了煤焦油重質(zhì)組分加工的靈活性，提高工藝經(jīng)濟(jì)性。
[0045] 本發(fā)明不排除將本系統(tǒng)的中間產(chǎn)物循環(huán)利用，以節(jié)省能源，提高效率，如將減壓蒸 餾所得的輕質(zhì)組分作為急冷器的急冷油，以及常壓蒸餾的入料，循環(huán)加工;將急冷所得重質(zhì) 組分送入懸浮床加氫裂化;或者將常壓蒸餾所得熱解氣、加氫產(chǎn)物分離所得裂化氣，與合成 氣一起分離凈化;分離凈化所得氫氣送入懸浮床等。
[0046] 圖1是本發(fā)明熱解油氣加工組合系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí) 施例低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)包括:除塵器2、急冷器4、穩(wěn)定器6、常壓蒸餾塔8、懸浮床 加氫反應(yīng)器15、氣液分離器17、減壓蒸餾塔20、渣油氣化器25、氣體分離及凈化器27和乙二 醇合成系統(tǒng)32。
[0047] 上述裝置連接方式為：
[0048] 熱解爐出口與除塵器2的入口相連。除塵器2將直接從熱解爐出來(lái)的熱解煤氣1進(jìn) 行除塵處理，除掉熱解煤氣中的粉塵等機(jī)械雜質(zhì)，得到除塵后油氣3。
[0049] 急冷器4設(shè)有熱解油氣入口、急冷油入口、冷凝重油出口和冷卻油氣出口。熱解油 氣入口連接除塵器2的出口，除塵后油氣3由除塵器2進(jìn)入急冷器4進(jìn)行急冷操作，得到初冷 油氣5。
[0050] 穩(wěn)定器6設(shè)有入氣口和出氣口。入氣口連接急冷器4的冷卻油氣出口。初冷油氣5進(jìn) 入穩(wěn)定器6,將初冷油氣5的氣流穩(wěn)定，避免因氣流不穩(wěn)對(duì)下一裝置造成損害。
[0051 ]常壓蒸餾塔8設(shè)有冷卻油氣入口、重油出口、輕質(zhì)燃料出口和熱解氣出口。穩(wěn)定器6 的出氣口連接常壓蒸餾塔8的冷卻油氣入口，將穩(wěn)定后的冷卻油氣送入常壓蒸餾塔8內(nèi)進(jìn)行 反應(yīng)，得到熱解氣9、輕質(zhì)燃料和塔底重油12。常壓蒸餾塔產(chǎn)生的輕質(zhì)燃料分為石腦油餾分 10和柴油餾分11，輕質(zhì)燃料出口也相應(yīng)分為石腦油餾分出口和柴油餾分出口。
[0052] 懸浮床加氫反應(yīng)器15設(shè)有重油入口、氫氣入口和加氫產(chǎn)物出口。重油入口連接常 壓蒸餾塔8的重油出口和急冷器的冷凝重油出口，在氫氣28和催化器的作用下進(jìn)行裂化反 應(yīng)，得到加氫產(chǎn)物16。
[0053] 氣液分離器17設(shè)有加氫產(chǎn)物入口、裂化氣出口和裂化油出口。加氫產(chǎn)物入口連接 懸浮床加氫反應(yīng)器15的加氫產(chǎn)物出口，加氫產(chǎn)物16進(jìn)入氣液分離器17分離的裂化氣18和裂 化油19。
[0054]減壓蒸餾塔20設(shè)有裂化油入口、急冷油出口和殘?jiān)统隹?。裂化油入口連接氣液 分離器17的裂化油出口，裂化油19被送入減壓蒸餾塔20進(jìn)行減壓蒸餾，得到重質(zhì)組分的殘 渣油24和輕質(zhì)組分21。急冷油出口分別連接急冷器4的急冷油入口和常壓蒸餾塔8的急冷油 入口。輕質(zhì)組分的一部分作為急冷油被送入急冷器4，一部分作為原料送入常壓蒸餾塔8，常 壓蒸餾塔8的冷卻油氣入口和急冷油入口可為同一個(gè)入口，即為原料入口。
[0055] 渣油氣化器25設(shè)有殘?jiān)腿肟诤秃铣蓺獬隹?。殘?jiān)腿肟谶B接減壓蒸餾塔20的殘 渣油出口。殘?jiān)?4由減壓蒸餾塔20進(jìn)入渣油氣化器25氣化，生成合成氣26。
[0056] 氣體分離及凈化器27設(shè)有合成氣入口、熱解氣入口、裂化氣入口、氫氣出口和一氧 化碳出口和燃料氣出口。合成氣入口連接渣油氣化器25的合成氣出口。熱解氣入口連接常 壓蒸餾塔8的熱解氣出口。裂化氣入口連接氣液分離器17的裂化氣出口。渣油氣化器25產(chǎn)生 的合成氣、常壓蒸餾塔8產(chǎn)生的熱解氣、氣液分離器17產(chǎn)生的裂化氣被送入氣體分離及凈化 器27，進(jìn)行分離，得到氫氣28、一氧化碳30和燃料氣31。
[0057]乙二醇合成系統(tǒng)32設(shè)有一氧化碳入口和氫氣入口、乙二醇出口和其它產(chǎn)物出口。 氫氣入口、一氧化碳入口分別連接氣體分離及凈化器27的氫氣出口、一氧化碳出口。氣體分 離及凈化器27產(chǎn)生的一部分氫氣28和一氧化碳30被送入乙二醇合成系統(tǒng)32中進(jìn)行合成，得 到乙二醇33和其它產(chǎn)物34。
[0058] 氣體分離及凈化器27的氫氣出口也連接懸浮床加氫反應(yīng)器15的氫氣入口。
[0059] 需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所述的熱解油氣除塵單元和初冷油氣穩(wěn)定單元不是本 發(fā)明必須具備的設(shè)施，視待處理的熱解油氣所含雜質(zhì)以及氣流的穩(wěn)定程度而定，本發(fā)明不 以此為限。
[0060] 本發(fā)明懸浮床加氫反應(yīng)器所用的催化劑可以是包含此、附、(：0^6中一種或幾種 金屬的均相或非均相催化劑。均相催化劑包括環(huán)烷酸鹽、脂肪酸鹽、金屬絡(luò)合物中的一種或 幾種，其中，以金屬元素計(jì)量，金屬含量為50~200yg/g;優(yōu)選為80~150yg/g。
[0061] 而非均相催化劑可以為包括紅土鎳礦、赤泥，或固定床加氫廢劑一種或幾種的混 合物，加入量為懸浮床加氫反應(yīng)器物料的總重量的〇. 1~5.0%，優(yōu)選為0.5~3.0%。
[0062] 本發(fā)明渣油氣化單元采用部分殘?jiān)筒糠盅趸に嚿梢砸谎趸己蜌錃鉃橹?的合成氣原料，氣化劑為氧氣和水蒸氣，其中氧油比為〇. 4~0.8(m3/kg油）。
[0063]氣化反應(yīng)以天然礦石作為氣化助劑，如白云石、橄欖石、黏土礦石的一種或幾種， 加入量為0.1~2.0% (氣化器總進(jìn)料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），優(yōu)選0.2~1.5%。氣化溫度800~1100 °C，反應(yīng)時(shí)間0.1~5s，優(yōu)選0.5~3. Os。
[0064] 懸浮床加氫反應(yīng)條件為:溫度400~485 °C，優(yōu)選420~475 °C，壓力10~25Mpa，優(yōu)選 12~24Mpa〇
[0065] 熱解油氣在熱解氣急冷單元被冷卻至410~480°C，優(yōu)選420~460°C，進(jìn)入常壓蒸 餾塔的冷卻油氣溫度優(yōu)選為380~450°C。
[0066]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所述的連接或連通，是指用管道或其他設(shè)備，將前一裝置產(chǎn) 生的產(chǎn)品送入下一裝置中。
[0067] 本發(fā)明還公開一種低階煤熱解油氣加工組合的方法，該方法應(yīng)用上述系統(tǒng)工作， 方法包括如下步驟：
[0068] 急冷:將熱解油氣急冷，生成冷卻油氣；
[0069] 常壓蒸餾:將冷卻油氣常壓蒸餾，得到塔底重油和輕質(zhì)燃料；
[0070] 裂化、氣液分離:將塔底重油裂化、氣液分離，得裂化油；
[0071] 減壓蒸餾:將裂化油減壓蒸餾得殘?jiān)停?br>[0072] 渣油氣化:將殘?jiān)蜌饣玫胶铣蓺猓?br>[0073] 氣體分離及凈化:將合成氣分離、凈化，得到氫氣、一氧化碳；
[0074]乙二醇合成:將一氧化碳和氫氣合成乙二醇。
[0075] 為了節(jié)約成本，本發(fā)明將產(chǎn)生的副產(chǎn)品循環(huán)利用，同時(shí)充分利用熱解油氣，故本發(fā) 明低階煤熱解油氣加工組合的方法還可以包括下列任一步驟，或者其中的多個(gè)步驟：
[0076] 將急冷步驟生成的冷凝重油送入懸浮床加氫反應(yīng)器進(jìn)行裂化；
[0077] 將減壓蒸餾步驟生成的急冷油，分別作為急冷油用送入急冷步驟、作為原料送入 常壓蒸餾；
[0078] 將常壓蒸餾生成的熱解氣送入氣體分離及凈化器進(jìn)行所述氣體分離及凈化；
[0079] 將氣液分離步驟生成的裂化氣送入氣體分離及凈化器進(jìn)行氣體分離及凈化步驟；
[0080] 將氣體分離及凈化步驟得到的部分氫氣送入所述懸浮床加氫反應(yīng)器輔助裂化反 應(yīng)；
[0081] 特別地，本發(fā)明在急冷步驟前還包括將熱解油氣除塵的步驟。或者，在急冷步驟和 常壓蒸餾步驟之間還包括穩(wěn)定冷卻油氣的步驟。
[0082] 圖2為本發(fā)明熱解油氣加工組合方法實(shí)施例的示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例低階 煤熱解油氣加工組合的方法包括以下步驟：
[0083] (1)熱解油氣進(jìn)入除塵器，脫除粉塵等機(jī)械雜質(zhì)后進(jìn)入熱解氣急冷單元，在急冷單 元中熱解油氣被來(lái)自減壓蒸餾的部分急冷油激冷，獲得冷凝重油和初冷油氣；
[0084] (2)初冷油氣經(jīng)穩(wěn)定器后進(jìn)入常壓蒸餾塔分餾出熱解氣、石腦油餾分、柴油餾分、 塔底重油；
[0085] (3)塔底重油和急冷單元的冷凝重油混合作為懸浮床加氫裂化單元的原料，在催 化劑和氫氣的作用下，煤焦油重質(zhì)部分經(jīng)懸浮床加氫裂化反應(yīng)后進(jìn)入氣液分離單元，分離 出裂化氣和裂化油；
[0086] (4)裂化油進(jìn)入減壓蒸餾塔分離出輕質(zhì)組分和重質(zhì)組分，輕質(zhì)組分作為急冷油，一 部分進(jìn)入熱解氣急冷單元，一部分作為常壓蒸餾塔的原料，重質(zhì)殘?jiān)徒M分進(jìn)入渣油氣化 單元進(jìn)行氣化反應(yīng)；
[0087] (5)熱解氣、裂化氣、渣油氣化氣進(jìn)入氣體分離及凈化系統(tǒng)，分離出一氧化碳、氫氣 及其它低碳經(jīng)，一氧化碳、氫氣作為合成乙二醇原料，同時(shí)部分氫氣為懸浮床加氫反應(yīng)提供 氫源，其它低碳烴作為熱解爐燃料氣。
[0088]本發(fā)明減壓蒸餾單元進(jìn)行減壓深拔，輕、重組分切割點(diǎn)控制在500~565°C。裂化油 經(jīng)減壓蒸餾獲得的小于500~560°C的輕組分餾分，一部分作為急冷油去冷卻熱解油氣，一 部分去蒸餾塔;重油氣化殘?jiān)幚砗罂捎米鲬腋〈布託浯呋瘎?br>[0089]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)石油產(chǎn)品減壓蒸餾測(cè)定法標(biāo)準(zhǔn)GB/T9168-1997,控制減壓 蒸餾塔的參數(shù)，得到裂化油的上述切割點(diǎn)，從而控制裂化油、裂化氣的成分。
[0090] 下面用具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但是實(shí)施例并不因此而限制本發(fā)明的使用 范圍?！揪唧w實(shí)施方式】按照?qǐng)D2所示工藝流程，加工處理琿春低階煤快速熱解產(chǎn)生的油氣。
[0091] 本發(fā)明采用吉林琿春低階煤作為熱解原料煤，其主要性性質(zhì)見表1。
[0092]表1琿春低階煤主要性質(zhì)
[0096] 實(shí)施例1
[0097] 熱解油氣經(jīng)除塵單元除塵后在熱解油氣急冷單元被冷卻至420°C，經(jīng)穩(wěn)定器穩(wěn)定 后以400°C進(jìn)入常壓蒸餾塔，頂部分離出熱解氣，側(cè)線分離出石腦油餾分、柴油餾分，常壓塔 底重油、初冷重油作為懸浮床加氫裂化單元的進(jìn)料，懸浮床加氫裂化反應(yīng)溫度420°C，壓力 12Mpa，催化劑為環(huán)烷酸鉬，以金屬元素計(jì)量，金屬含量為80yg/g，硫化劑為升華硫粉，加入 量SOyg/g，減壓蒸餾輕、重組分的切割溫度為520°C，殘?jiān)蜌饣鷦┻x擇煅燒白云石，加入 量0.3%，氣化劑為水蒸氣和氧氣，氧油比為0.4，氣化溫度850°C，反應(yīng)時(shí)間0.8S，熱解氣、裂 化氣、渣油氣化氣進(jìn)入氣體分離及凈化體系，分離出一氧化碳、氫氣以及其他低碳烴，高純 一氧化碳、氫氣送入乙二醇合成體系。主要產(chǎn)物指標(biāo)見表3。
[0098] 實(shí)施例2
[0099] 熱解油氣經(jīng)除塵單元除塵后在熱解油氣急冷單元被冷卻至440°C，經(jīng)穩(wěn)定器穩(wěn)定 后以420°C進(jìn)入常壓蒸餾塔，頂部分離出熱解氣，側(cè)線分離出石腦油餾分、柴油餾分，常壓塔 底重油、初冷重油作為懸浮床加氫裂化單元的進(jìn)料，懸浮床加氫裂化反應(yīng)溫度450°C，壓力 18Mpa，加入非均相催化劑，選擇紅土鎳和赤泥的混合物，加入量0.5%，均相催化劑為金屬 鎢絡(luò)合物，以金屬元素計(jì)量，金屬含量為5〇yg/g，硫化劑為升華硫粉，加入量100yg/g，減壓 蒸餾輕、重組分的切割溫度為550°C，殘?jiān)蜌饣鷦┻x擇煅燒橄欖石，加入量0.5%，氣化 劑為水蒸氣和氧氣，氧油比為〇. 6，氣化溫度900°C，反應(yīng)時(shí)間1.2S，熱解氣、裂化氣、渣油氣 化氣進(jìn)入氣體分離及凈化體系，分離出一氧化碳、氫氣以及其他低碳經(jīng)，高純一氧化碳、氫 氣送入乙二醇合成體系。主要產(chǎn)物指標(biāo)見表3。
[0100] 實(shí)施例3
[0101] 熱解油氣經(jīng)除塵單元除塵后在熱解油氣急冷單元被冷卻至460°C，經(jīng)穩(wěn)定器穩(wěn)定 后以450°C進(jìn)入常壓蒸餾塔，頂部分離出熱解氣，側(cè)線分離出石腦油餾分、柴油餾分，常壓塔 底重油、初冷重油作為懸浮床加氫裂化單元的進(jìn)料，懸浮床加氫裂化反應(yīng)溫度475°C，壓力 24Mpa，加入非均相催化劑固定床加氫廢劑，加入量3%，硫化劑為升華硫粉，減壓蒸餾輕、重 組分的切割溫度為565°C，殘?jiān)蜌饣鷦┻x擇煅燒黏土礦，加入量1.5%，氣化劑為水蒸氣 和氧氣，氧油比為0.75,氣化溫度1000°C，反應(yīng)時(shí)間3.0S，熱解氣、裂化氣、渣油氣化氣進(jìn)入 氣體分離及凈化體系，分離出一氧化碳、氫氣以及其他低碳經(jīng)，高純一氧化碳、氫氣送入乙 二醇合成體系。主要產(chǎn)物指標(biāo)見表3。
[0102] 實(shí)施例4
[0103] 熱解油氣經(jīng)除塵單元除塵后在熱解油氣急冷單元被冷卻至410°C，經(jīng)穩(wěn)定器穩(wěn)定 后以380°C進(jìn)入常壓蒸餾塔，頂部分離出熱解氣，側(cè)線分離出石腦油餾分、柴油餾分，常壓塔 底重油、初冷重油作為懸浮床加氫裂化單元的進(jìn)料，懸浮床加氫裂化反應(yīng)溫度400°C，壓力 lOMpa，催化劑為Mo的烷酸鹽、Co的脂肪酸、Ni的絡(luò)合物的組合物，以金屬元素計(jì)量，金屬含 量為200yg/g，硫化劑為升華硫粉，加入量80yg/g，減壓蒸餾輕、重組分的切割溫度為500°C， 殘?jiān)蜌饣鷦┻x擇煅燒白云石和橄欖石，加入量2.0 %，氣化劑為水蒸氣和氧氣，氧油比 為0.8，氣化溫度850°C，反應(yīng)時(shí)間0.5S，熱解氣、裂化氣、渣油氣化氣進(jìn)入氣體分離及凈化體 系，分離出一氧化碳、氫氣以及其他低碳烴，高純一氧化碳、氫氣送入乙二醇合成體系。主要 產(chǎn)物指標(biāo)見表3。
[0104] 實(shí)施例5
[0105] 熱解油氣經(jīng)除塵單元除塵后在熱解油氣急冷單元被冷卻至480°C，經(jīng)穩(wěn)定器穩(wěn)定 后以430°C進(jìn)入常壓蒸餾塔，頂部分離出熱解氣，側(cè)線分離出石腦油餾分、柴油餾分，常壓塔 底重油、初冷重油作為懸浮床加氫裂化單元的進(jìn)料，懸浮床加氫裂化反應(yīng)溫度485°C，壓力 25Mpa，催化劑為赤泥，加入量為懸浮床加氫反應(yīng)器物料的總重量的5.0%。硫化劑為升華硫 粉，加入量SOyg/g，減壓蒸餾輕、重組分的切割溫度為520°C，殘?jiān)蜌饣鷦┻x擇煅燒白云 石，加入量0.3 %，氣化劑為水蒸氣和氧氣，氧油比為Ο . 8，氣化溫度1100 °C，反應(yīng)時(shí)間0.1S， 熱解氣、裂化氣、渣油氣化氣進(jìn)入氣體分離及凈化體系，分離出一氧化碳、氫氣以及其他低 碳烴，高純一氧化碳、氫氣送入乙二醇合成體系。主要產(chǎn)物指標(biāo)見表3。
[0106] 實(shí)施例6
[0107] 熱解油氣經(jīng)除塵單元除塵后在熱解油氣急冷單元被冷卻至480°C，經(jīng)穩(wěn)定器穩(wěn)定 后以450°C進(jìn)入常壓蒸餾塔，頂部分離出熱解氣，側(cè)線分離出石腦油餾分、柴油餾分，常壓塔 底重油、初冷重油作為懸浮床加氫裂化單元的進(jìn)料，懸浮床加氫裂化反應(yīng)溫度450°C，壓力 20Mpa，催化劑為含赤泥，赤泥加入量為懸浮床加氫反應(yīng)器物料的總重量的0.1 %，W、Fe的脂 肪酸鹽，金屬含量為1 SOyg/g。硫化劑為升華硫粉，加入量8〇yg/g，減壓蒸餾輕、重組分的切 割溫度為500°C，殘?jiān)蜌饣鷦┻x擇煅燒白云石，加入量0.1%，氣化劑為水蒸氣和氧氣， 氧油比為0.6，氣化溫度800 °C，反應(yīng)時(shí)間5S，熱解氣、裂化氣、渣油氣化氣進(jìn)入氣體分離及凈 化體系，分離出一氧化碳、氫氣以及其他低碳經(jīng)，高純一氧化碳、氫氣送入乙二醇合成體系。 主要產(chǎn)物指標(biāo)見表3。
[0108] 表3實(shí)施例主要產(chǎn)物分布
[0109]
[0110] 本發(fā)明公開的低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)及方法，是利用重質(zhì)煤焦油懸浮床加 氫后的部分輕質(zhì)組分作為熱解油氣的急冷油，部分作為常壓蒸餾塔的進(jìn)料，冷凝重質(zhì)焦油、 常壓塔底重質(zhì)焦油作為懸浮床加氫裂化的原料，減壓塔底重質(zhì)焦油進(jìn)行氣化制合成氣，熱 解氣、裂化氣、重質(zhì)焦油氣化合成氣經(jīng)過(guò)氣體分離及凈化，分離出一氧化碳、氫氣及其它低 碳烴，一氧化碳、氫氣作為合成乙二醇原料，同時(shí)部分氫氣為懸浮床加氫反應(yīng)提供氫源，其 它低碳烴作為熱解爐燃料氣。
[0111] 本發(fā)明公開的內(nèi)容論及的是示例性實(shí)施例，在不脫離權(quán)利要求書界定的保護(hù)范圍 的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。因此，所描述的實(shí)施例旨在涵 蓋落在所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)的所有此類改變、修改和變形。此外，除上下文另有所 指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例 的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低階煤熱解油氣加工組合系統(tǒng)，其特征在于，包括:急冷器、常壓蒸餾塔、懸浮床 加氫反應(yīng)器、氣液分離器、減壓蒸餾塔、渣油氣化器、氣體分離及凈化器和乙二醇合成系統(tǒng)； 所述急冷器設(shè)有冷卻油氣出口； 所述常壓蒸餾塔設(shè)有冷卻油氣入口、重油出口和輕質(zhì)燃料出口；所述冷卻油氣入口與 所述急冷器的冷卻油氣出口連接； 所述懸浮床加氫反應(yīng)器設(shè)有重油入口、加氫產(chǎn)物出口；所述重油入口連接所述常壓蒸 餾塔的重油出口； 所述氣液分離器設(shè)有加氫產(chǎn)物入口和裂化油出口；所述加氫產(chǎn)物入口與所述懸浮床加 氫反應(yīng)器的加氫產(chǎn)物出口連接； 所述減壓蒸餾塔設(shè)有裂化油入口、殘?jiān)统隹?；所述裂化油入口與所述氣液分離器的 裂化油出口連接； 所述渣油氣化器設(shè)有殘?jiān)腿肟诤秃铣蓺獬隹?；所述殘?jiān)腿肟谂c所述減壓蒸餾塔的 殘?jiān)统隹谶B接； 所述氣體分離及凈化器設(shè)有合成氣入口、氫氣出口和一氧化碳出口；所述合成氣入口 與所述渣油氣化器的合成氣出口連通； 所述乙二醇合成系統(tǒng)設(shè)有一氧化碳入口和氫氣入口；所述一氧化碳入口與所述氣體分 離及凈化器的一氧化碳出口連通;所述氫氣入口與所述氣體分離及凈化器的氫氣出口連 接。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述急冷器設(shè)有冷凝重油出口，所述冷凝重 油出口與所述懸浮床加氫反應(yīng)器的重油入口連接； 或者，所述減壓蒸餾塔設(shè)有急冷油出口，所述急冷器設(shè)有急冷油入口，所述常壓蒸餾塔 設(shè)有急冷油入口，所述急冷油出口與所述急冷器的急冷油入口、所述常壓蒸餾塔的急冷油 入口連接； 或者，所述常壓蒸餾塔設(shè)有熱解氣出口，所述氣體分離及凈化器設(shè)有熱解氣入口，所述 熱解氣出口連接所述氣體分離及凈化器的熱解氣入口； 或者，所述氣液分離器設(shè)有裂化氣出口，所述氣體分離及凈化器設(shè)有裂化氣入口，所述 裂化氣出口連接所述氣體分離及凈化器的裂化氣入口； 或者，所述懸浮床加氫反應(yīng)器設(shè)有氫氣入口，所述懸浮床加氫反應(yīng)器的氫氣入口連接 所述氣體分離及凈化器的氫氣出口； 或者，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括除塵器，所述除塵器的出口連接所述急冷器的熱解油氣入 P； 或者，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括穩(wěn)定器，所述穩(wěn)定器的入氣口連接所述急冷器的冷卻油氣 出口，所述穩(wěn)定器的出氣口連接所述常壓蒸餾塔的冷卻油氣入口。3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述懸浮床加氫反應(yīng)器所用的催化劑為含 Mo、Ni、Co、W、Fe中一種或幾種金屬的均相或非均相催化劑； 所述均相催化劑包括環(huán)烷酸鹽、脂肪酸鹽、金屬絡(luò)合物中的一種或幾種，其中，以金屬 元素計(jì)量，所述金屬含量為50~200yg/g; 所述非均相催化劑為包括紅土鎳礦、赤泥，或固定床加氫廢劑中一種或幾種的混合物， 加入量為所述懸浮床加氫反應(yīng)器物料的總重量的0.1~5.0%。4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬含量為80~150yg/g。5. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，加入量為所述懸浮床加氫反應(yīng)器物料的總重 量的0.5~3.0%。6. -種低階煤熱解油氣加工組合方法，應(yīng)用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在 于，所述方法包括： 急冷:將熱解油氣急冷，生成冷卻油氣； 常壓蒸餾:將冷卻油氣常壓蒸餾，得到塔底重油和輕質(zhì)燃料； 裂化、氣液分離:將塔底重油裂化、氣液分離，得裂化油； 減壓蒸餾:將裂化油減壓蒸餾得殘?jiān)停? 渣油氣化:將殘?jiān)蜌饣玫胶铣蓺猓? 氣體分離及凈化:將合成氣分離、凈化，得到氫氣、一氧化碳； 乙二醇合成:將一氧化碳和氫氣合成乙二醇。7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述急冷步驟還生成了冷凝重油，將所述冷 凝重油送入所述懸浮床加氫反應(yīng)器進(jìn)行所述裂化； 或者，所述減壓蒸餾步驟還生成了急冷油，將所述急冷油被分別送入所述急冷步驟、所 述常壓蒸餾步驟； 或者，所述常壓蒸餾還分離出熱解氣，將所述熱解氣被送入所述氣體分離及凈化器進(jìn) 行所述氣體分離及凈化步驟； 或者，所述氣液分離步驟還生成了裂化氣，將所述裂化氣被送入所述氣體分離及凈化 器進(jìn)行所述氣體分離及凈化步驟； 或者，所述氣體分離及凈化步驟得到的氫氣，部分送入所述懸浮床加氫反應(yīng)器。8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在急冷步驟前還包括將熱解油氣除塵的步 驟。9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在急冷步驟和常壓蒸餾步驟之間還包括穩(wěn)定 冷卻油氣的步驟。10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述急冷油為裂化油經(jīng)減壓蒸餾獲得的小 于500~560 °C的餾分。
【文檔編號(hào)】C10B53/04GK105936834SQ201610515416
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】朱元寶, 閆琛洋, 杜少春, 許梅梅, 吳道洪
【申請(qǐng)人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司