專利名稱：一種不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤加工工藝，尤其涉及一種不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，屬于煤化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤包括褐煤、長焰煤和氣煤等。褐煤是煤化程度最低的煤，它的水分高、比重小、揮發(fā)分高、不粘結(jié)、化學反應(yīng)性強、熱穩(wěn)定性差、發(fā)熱量低，含有不同數(shù)量的腐殖酸，多被用作燃料、氣化的原料，也可用來提取褐煤蠟和腐殖酸，制造磺化煤或活性炭。長焰煤的揮發(fā)分含量也很高，沒有或只有很小的粘結(jié)性，易燃燒，燃燒時有很長的火焰，故得名長焰煤。長焰煤可以用作氣化的原料，也可用作民用和動力燃料。氣煤揮發(fā)分高，膠質(zhì)層較厚，熱穩(wěn)定性差。氣煤能夠單獨結(jié)焦，但是煉出的焦炭細長易碎，收縮率大，且縱裂紋多，抗碎和耐磨性較差。故而，氣煤只能用作配煤煉焦，還可用來制造煤氣、生產(chǎn)氮肥或者動力燃料。
褐煤、長焰煤和氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤中，都含有豐富的有機質(zhì)，在中低溫干餾時，除了能夠生產(chǎn)半焦之外，還可生成煤氣和煤焦油。
在我國，褐煤、長焰煤和氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤是一個儲量豐富但幾乎還未被很好利用的資源。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源的需求也在不斷的擴大。能源戰(zhàn)略越來越成為我國發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。我國是一個缺油、少氣、而煤炭資源相對豐富的國家，“缺油、少氣、富煤”是我國的基本國情，在探明的化石能源儲量中，煤炭占90％以上。隨著國際原油價格的不斷攀升和國內(nèi)逐年遞增的原油需求，國內(nèi)石油產(chǎn)量已經(jīng)遠遠不能滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需要。因此，為保證我國國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，降低對石油進口的依存度，充分利用我國豐富的煤炭資源優(yōu)勢，大力發(fā)展煤化工高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，以煤化工產(chǎn)品替代石油化工產(chǎn)品，已經(jīng)成為我國能源戰(zhàn)略的必然選擇。
現(xiàn)有利用褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤的工業(yè)化技術(shù)有 1.氣化氣化是將煤轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺鳛楣I(yè)或民用燃料以及化工合成原料的煤氣，但氣化受爐型、煤種、水份、粒度的限制，不能全面實施。
2.煉焦即隔絕空氣將煤加熱，煤中有機質(zhì)隨溫度升高逐漸被分解，其中揮發(fā)性物質(zhì)以氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)逸出，成為焦爐煤氣和煤焦油，而非揮發(fā)性固體剩留物即為焦炭。但是褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤不能單獨作為煉焦的用煤，而且只有氣煤可以作為煉焦配煤的一個煤種，使用范圍偏低。
3.干餾把煤置于600℃左右的溫度下干餾可生成焦油、焦爐煤氣和半焦。半焦的元素組成主要是碳、氫和氧，原煤中的氮和硫元素在熱解過程中幾乎已大部分消耗，少量的氮、硫元素以雜環(huán)化合物的形式存在于半焦中。半焦中碳元素所占比例達95％，可用來生產(chǎn)硅鐵和電石等。
4.直接加氫液化將煤、催化劑和溶劑油混合，在高溫高壓下使煤中有機質(zhì)破壞，與氫作用轉(zhuǎn)化為低分子液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物。但煤直接液化的技術(shù)不成熟，而且投資相當高，運行成本也相當大。
目前，針對于褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤，還缺乏一種能夠加工工藝能夠很好地利用不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤。


發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，該加工工藝能夠很好地利用不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤。
為了解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案 一種不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，包括如下步驟 a)將不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤進行中低溫干餾反應(yīng)，生成煤氣、半焦和煤焦油，所述中低溫干餾反應(yīng)的溫度為450℃～700℃； b1)通過變壓吸附將所述煤氣中的氫氣提出； b2)將所述半焦送入煤發(fā)生器，在煤發(fā)生器中半焦、氧氣和水蒸氣反應(yīng)生成合成氣和煤灰，所述合成氣包含一氧化碳和氫氣；利用所述合成氣進行費-托合成反應(yīng)生產(chǎn)石蠟類烴類； b3)將所述煤焦油送入常壓分餾塔進行分餾，得到含酚油、塔頂油和塔底重油；將所述含酚油進行抽提的到酚類和脫酚油；所述脫酚油和所述塔底重油進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)，得到焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭； c1)將步驟b3)中所產(chǎn)生的所述焦化石腦油、焦化柴油和焦化蠟油與步驟b1)中提出的氫氣進行加氫反應(yīng)，然后分餾得到，石腦油成品、柴油成品和蠟油成品； c2)將步驟b2)中所生產(chǎn)的石蠟類烴類與步驟b1)中提出的氫氣進行加氫反應(yīng)，然后分餾得到石腦油成品和柴油成品； d)將步驟c1)和步驟c2)所生產(chǎn)的石腦油成品進行混合，將步驟c1)和步驟c2)所生產(chǎn)的柴油成品進行混合。
在上述的加工工藝中，首先，在低溫下將不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤進行低溫干餾，生成半焦、煤氣和煤焦油； 然后分別對這三種干餾產(chǎn)物進行處理，第一，將半焦通過氣化成合成氣，然后將合成氣進行費-托合成制備石蠟類烴類，第二，利用變壓吸附技術(shù)將煤氣中的氫氣提出，第三，對煤焦油進行分餾，分餾得到含酚油、塔頂油和塔底油，對于含酚油又進行抽提，得到酚類和脫酚油，將塔底重油和脫酚油進行延遲焦化，得到焦化氣、焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭； 然后，利用變壓吸附得到的氫氣對石蠟烴類和焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油進行加氫處理； 最后，將分別得到的加氫產(chǎn)出進行混合，由于石蠟烴類加氫得到的油品與焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油加氫得到的油品的十六烷值高低不同，所以恰好可以進行混合，得到符合相關(guān)行業(yè)標準的油。
在此工藝中，半焦氣化之后的合成氣進行費-托合成又用于生產(chǎn)石蠟類烴，并用于最終生產(chǎn)油品，而現(xiàn)有技術(shù)中的合成氣則用作燃料，這樣就提高了原料的利用率，另外，變壓吸附中的到的氫氣用于加氫反應(yīng)，也提高了煤氣的利用率，第三，此工藝中的含酚油抽提是在延遲焦化步驟之前，延遲焦化過程中如果進行含酚油抽提，由于溫度較高則對設(shè)備的腐蝕較為嚴重，含酚油抽提放在延遲焦化之前之后則可以更好地保護設(shè)備。因此，本發(fā)明提供的生產(chǎn)工藝，不僅可以提高不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤的原料利用率，而且還可以很好地保護好生產(chǎn)設(shè)備。
下面結(jié)合具體步驟，對本發(fā)明所提供的加工工藝進行說明，并且提供一些更加優(yōu)選的方案。
步驟a)將不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤進行中低溫干餾反應(yīng)，生成煤氣、半焦和煤焦油，所述低溫干餾反應(yīng)的溫度為450℃～700℃ 此步驟發(fā)生煤的中低溫干餾反應(yīng)，通常也簡稱為煤的干餾或者煤的干餾反應(yīng)等。本發(fā)明中提及的中低溫干餾反應(yīng)的溫度要為450℃～700℃，對不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤進行中低溫干餾之后，生成三種產(chǎn)物，即煤氣、半焦和煤焦油。干餾反應(yīng)一般發(fā)生在干餾反應(yīng)器中，干餾反應(yīng)器可以采用固定床式、移動床式和流化床式。優(yōu)選地，采用流化床式干餾反應(yīng)器。因為流化床式干餾反應(yīng)器中，將煤送進干餾反應(yīng)器之后，可以將不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤充分流化，增加反應(yīng)接觸面積，可以很好地進行反應(yīng)，并且，煤焦油的收率較高，可以達到8％～20％(重量)。更重要的是，能夠?qū)⒃呵鍧嵒?，脫掉大部分的硫、氮等雜質(zhì)，降低對環(huán)境的污染。原煤經(jīng)過干餾處理后，原煤中的氮和硫等雜質(zhì)元素在熱解過程中幾乎已大部分消耗進入煤氣和煤焦油中，少量的氮、硫元素以雜環(huán)化合物的形式存在于半焦中。這樣一來，對半焦用氣化生產(chǎn)合成氣，也比原煤直接氣化好，因為半焦經(jīng)過于餾處理后，氮氣、硫化氫和氨氣等雜質(zhì)大大減少，對合成氣的處理成本會大大減少。
優(yōu)選地，中低溫干餾反應(yīng)的溫度為450℃～700℃，操作壓力為0.05MPa～0.5MPa；更優(yōu)選地，中低溫干餾反應(yīng)的溫度為550℃～650℃，操作壓力為0.08MPa～0.2MPa。
步驟b)對三種干餾產(chǎn)物進行處理 下面分別為步驟三種干餾產(chǎn)物的處理過程進行闡述。
b1)通過變壓吸附將所述煤氣中的氫氣提出 此步驟為對煤氣的處理步驟。
煤氣在進行變壓吸附之前，可以適當進行凈化。
變壓吸附或者稱為變壓吸附分離技術(shù)，是基于氣體在固體吸附劑上的物理吸附平衡的原理，以吸附劑在不同壓力條件下對混合物中不同組分平衡吸附量的差異為基礎(chǔ)，在高壓下進行吸附，在低壓下脫附，從而實現(xiàn)混合物分離的化工循環(huán)操作過程。煤氣的變壓吸附的典型工藝為，煤氣經(jīng)煤氣加壓機將壓力升到吸附所需的壓力，再經(jīng)過冷卻系統(tǒng)使煤氣的溫度達到吸附所要求的溫度，煤氣中的重烴雜質(zhì)(如焦油、苯和萘等)將在預(yù)吸附系統(tǒng)中被吸附，初步凈化的煤氣再經(jīng)吸附系統(tǒng)進行雜質(zhì)吸附，從吸附器中出來比較純凈的氫氣。
優(yōu)選地，變壓吸附過程中，利用的吸附床層包括氧化鋁、硅膠、活性炭、沸石分子篩和一氧化碳吸附劑，操作壓力為0.8MPa～2.8MPa。
優(yōu)選地，在氫氣被提出之后，可以視后續(xù)工藝中加氫所需氫耗的多少或其它裝置所需氫氣量來判斷其是否采用中變技術(shù)將其再與水反應(yīng)生成氫氣，一氧化碳中變得到的氫氣可以與煤干餾產(chǎn)生的氫氣一起采用變壓吸附技術(shù)提出，用于加氫反應(yīng)的原料氫。
煤氣中提出的氫氣用于加氫，屬于物料循環(huán)，無排放污染，提高了不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤的利用率。
b2)將所述半焦送入煤發(fā)生器，在煤發(fā)生器中半焦、氧氣和水蒸氣反應(yīng)生成合成氣和煤灰，所述合成氣包含一氧化碳和氫氣；利用所述合成氣進行費-托合成反應(yīng)生產(chǎn)石蠟類烴類 此步驟為對半焦的處理步驟。
首先，在煤發(fā)生器中，半焦、氧氣和水蒸氣反應(yīng)生成合成氣和煤灰。合成氣包含一氧化碳和氫氣。煤氣發(fā)生器可以是固定床式、流動床式和流化床式，優(yōu)選使用流化床式煤氣發(fā)生器，流化床的優(yōu)點步驟a)中已經(jīng)述及，在此不再贅述。優(yōu)選地，流化床式煤氣發(fā)生器的反應(yīng)壓力為0.1MPa～4.5MPa，反應(yīng)溫度為650℃～1100℃，氣固體積比為3～8；更優(yōu)選地，流化床式煤氣發(fā)生器的反應(yīng)壓力為0.1MPa～3.5MPa，反應(yīng)溫度為700℃～1000℃，氣固體積比為4～8。在此步驟中，氧氣和水蒸氣的體積比為3～9。
然后，合成氣通過費-托合成反應(yīng)制備石蠟類烴類。
針對于本發(fā)明所提供的不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤的加工工藝，優(yōu)選地，費-托合成反應(yīng)采用的費-托合成反應(yīng)器為漿態(tài)床式費-托合成反應(yīng)器；更優(yōu)選地，費-托合成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為120℃～450℃，反應(yīng)壓力為0.05MPa～10MPa，合成氣空速為100h-1～5000h-1；最優(yōu)選地，費-托合成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為150℃～100℃，反應(yīng)壓力為0.1MPa～10MPa，合成氣空速為200h-1～5000h-1。利用上述工藝，不但很好的解決了半焦的液化，更重要的是費-托合成生產(chǎn)的石蠟類烴類通過加氫處理后生產(chǎn)的油品的十六烷值一般在60～70左右，而通過煤焦油產(chǎn)品通過加氫反應(yīng)得到的油品的十六烷值一般在35左右，兩者的調(diào)和可以生產(chǎn)高標號的清潔柴油。
b3)將所述煤焦油送入常壓分餾塔進行分餾，得到含酚油、塔頂油和塔底重油；將所述含酚油進行抽提得到酚類和脫酚油；所述脫酚油和所述塔底重油進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)，得到焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭 此步驟為對煤焦油的處理步驟。
首先需要對煤焦油進行常壓分餾，得到不同的油分，采取不同的后處理工藝。經(jīng)過常壓分塔之后，得到的是含酚油、塔頂油和塔底重油。常壓分餾塔的頂部餾出塔頂油，側(cè)線抽出含酚油，塔底抽出塔底重油。
在本發(fā)明中，塔頂油的終餾點可以選擇為180℃～230℃，所述含酚油的餾程范圍為180℃～270℃到230℃～270℃之間，所述塔底重油的初餾點大于270℃。
含酚油中含有較多的酚類，利用抽提工藝可以將其中的酚類抽提，將酚類和脫酚油分離。含酚油抽提工藝的一個實現(xiàn)方式是，含酚油進入抽提塔，在抽提塔中加入堿溶液，抽提出的酚鹽經(jīng)蒸吹脫油、硫酸或二氧化碳分解后獲得酚類產(chǎn)品。然后脫酚油與塔底重油進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)，得到焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭。優(yōu)選地，延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為480℃～550℃，反應(yīng)壓力為0.15MPa～0.5MPa；更優(yōu)選地，反應(yīng)溫度為485℃～535℃，反應(yīng)壓力為0.17MPa～0.35MPa。酚類對設(shè)備有強腐蝕作用，而且具有高附加值，是一種重要的化工原料，因此在對延遲焦化之前就將酚提出，不但增加了經(jīng)濟效益，而且也會延長煤焦油延遲焦化中用到的設(shè)備的使用壽命。脫酚油和塔底重油中含有較多的固體粉塵和易結(jié)焦的物質(zhì)，不利于分離，延遲焦化工藝可以將固體粉塵和易結(jié)焦的物質(zhì)固化在焦炭中；并且，煤焦油不同于石油，煤焦油是含氮量高，硫含量低，而石油恰恰相反，因此，用煤焦油產(chǎn)生的焦炭是低硫焦，有廣泛的用途。
需要說明的是，在煤焦油進行此步驟的處理之前，還可以有一個煤焦油的預(yù)處理步驟，主要用于脫除煤焦油中的機械雜質(zhì)和水等，一般的預(yù)處理裝置包括離心過濾機、電脫鹽脫水等。
c1)將步驟b3)中所產(chǎn)生的所述焦化石腦油、焦化柴油和焦化蠟油與步驟b1)中提出的氫氣進行加氫反應(yīng)，然后分餾得到，石腦油成品、柴油成品和蠟油成品 此步驟為步驟b3)中所產(chǎn)生的油品的加氫反應(yīng)步驟。
延遲焦化裝置產(chǎn)生的焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油與常壓分餾塔頂部分出的塔頂油(或塔頂油脫酚抽提得脫酚油)混合進入加氫精制反應(yīng)器主要發(fā)生加氫精制反應(yīng)。
優(yōu)選地，加氫反應(yīng)的反應(yīng)裝置，包括加氫精制單元和加氫裂化單元，所述焦化石腦油、焦化柴油和焦化蠟油首先在加氫精制單元內(nèi)進行加氫反應(yīng)，所述蠟油產(chǎn)品進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)。
優(yōu)選地，所述加氫精制單元中的反應(yīng)溫度為180℃～427℃，反應(yīng)壓力為10MPa～17MPa，氫油體積比為1000∶1～3500∶1，液時體積空速為0.15h-1～1h-1；更優(yōu)選地，所述加氫精制單元中的反應(yīng)溫度為180℃～420℃，反應(yīng)壓力為10MPa～16MPa，氫油體積比為1500∶1～3000∶1，液時體積空速為0.2h-1～0.8h-1。
優(yōu)選地，所述蠟油餾分和b2)中所述的石蠟類烴類混合進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為360℃～427℃，反應(yīng)壓力為10MPa～17MPa，氫油體積比為800～2000，液時體積空速為0.15h-1～1h-1；更優(yōu)選地，所述蠟油產(chǎn)品和b2)中所述的石蠟類烴類混合進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為380℃～420℃，反應(yīng)壓力為10MPa～16MPa，氫油體積比為1000∶1～1500∶1，液時體積空速為0.2h-1～0.8h-1。
c2)將步驟b2)中所生產(chǎn)的石蠟類烴類與步驟b1)中提出的氫氣進行加氫反應(yīng)，然后分餾得到石腦油成品和柴油成品 此步驟為步驟b2)中所產(chǎn)生的油品的加氫反應(yīng)步驟。
優(yōu)選地，加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為360℃～427℃，反應(yīng)壓力為10MPa～17MPa，氫油體積比為800∶1～2000∶1，液時體積空速為0.15h-1～1h-1。更優(yōu)選地，加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為380℃～420℃，反應(yīng)壓力為10MPa～16MPa，氫油體積比為1000∶1～1500∶1，液時體積空速為0.2h-1～0.8h-1。
對于步驟c1)和步驟c2)中的加氫反應(yīng)，可以分別在兩個加氫裂化單元中進行也可以在同一個加氫裂化單元中進行。如果石蠟烴類獨立地進入一個加氫裂化單元中進行加氫反應(yīng)，那么，可以直接生產(chǎn)石腦油和柴油，產(chǎn)品的十六烷值都較高。如果步驟c1)和步驟c2)中的加氫反應(yīng)在同一個加氫裂化單元中進行，一個實現(xiàn)方式就是，加氫反應(yīng)的反應(yīng)裝置，包括加氫精制單元和加氫裂化單元，步驟b3)產(chǎn)生的焦化石腦油、焦化柴油和焦化蠟油首先在加氫精制單元內(nèi)進行加氫反應(yīng)，蠟油產(chǎn)品進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)，步驟b2)中費-托合成所產(chǎn)生的石蠟類烴類也進入加氫裂化單元進行加氫反應(yīng)。
d)將步驟c1)和步驟c2)所生產(chǎn)的石腦油成品進行混合，將步驟c1)和步驟c2)所生產(chǎn)的柴油成品進行混合 此步驟為混合步驟。
步驟c1)得到的石腦油或者柴油的十六烷值較低，一般在35左右，步驟c2)得到的石腦油或者柴油的十六烷值較高，一般在60～70左右，經(jīng)過混合調(diào)配之后，可以得到高標號的油品。
至此，對與本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的細節(jié)闡述已經(jīng)完畢。對于本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，可以應(yīng)用于褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤深加工，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以延伸到化工產(chǎn)品和車用燃料，當然也在常規(guī)領(lǐng)域，如發(fā)電和氣化方面發(fā)揮比原煤更好的優(yōu)勢。原煤經(jīng)過干餾處理后，原煤中的氮和硫等雜質(zhì)元素在熱解過程中幾乎已大部分消耗進入煤氣和煤焦油中，少量的氮、硫元素以雜環(huán)化合物的形式存在于半焦中。用半焦氣化生產(chǎn)合成氣，比原煤直接氣化也好，因為粉焦經(jīng)過干餾處理后，氮氣、硫化氫和氨氣等雜質(zhì)大大減少，對合成氣的處理成本會大大減少。
本發(fā)明所提供的不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，半焦氣化之后的合成氣進行費-托合成又用于生產(chǎn)石蠟類烴，并用于最終生產(chǎn)油品，而現(xiàn)有技術(shù)中的合成氣則用作燃料，這樣就提高了原料的利用率，另外，變壓吸附中的到的氫氣用于加氫反應(yīng)，也提高了煤氣的利用率，第三，此工藝中的含酚油抽提是在延遲焦化步驟之前，延遲焦化過程中如果進行含酚油抽提，由于溫度較高則對設(shè)備的腐蝕較為嚴重，含酚油抽提放在延遲焦化之前之后則可以更好地保護設(shè)備。因此，本發(fā)明提供的生產(chǎn)工藝，不僅可以提高不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤的原料利用率，而且還可以很好地保護好生產(chǎn)設(shè)備。
本發(fā)明所提供的不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，特別適用于褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的深加工。



圖1是實施例1～3的工藝流程圖。

具體實施例方式 為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例進行闡述。
實施例1 將南寧褐煤送進流化床干餾反應(yīng)器中進行干餾反應(yīng)，壓力0.1MPa，操作溫度500℃，生成煤氣、煤焦油和半焦。煤焦油的性質(zhì)見表1。煤氣凈化后進入變壓吸附裝置，通過由沸石分子篩等組成的吸附床層，操作壓力為2MPa，將其中的氫氣提出，而其中的一氧化碳組分，也采用中變技術(shù)將其再與水反應(yīng)生成了氫氣，與煤干餾產(chǎn)生的氫氣一起采用變壓吸附技術(shù)提出用于煤焦油加氫裂化裝置的進料。半焦，則送入流化床煤氣發(fā)生器，和氧氣、水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生合成氣和煤灰。半焦氣化時，半焦與氧氣、水蒸氣(水蒸氣、氧氣的體積比為5∶1)反應(yīng)產(chǎn)生合成氣(一氧化碳和氫氣)和煤灰；煤氣發(fā)生器反應(yīng)壓力0.13MPa，反應(yīng)溫度900℃，氣固比5∶1(v/v)，其中水蒸汽、氧氣的體積比4∶1。氣化產(chǎn)生的合成氣進入費-托合成反應(yīng)器，反應(yīng)壓力0.6MPa，反應(yīng)溫度180℃，合成氣空速為4000h-1，生成石蠟類烴。煤焦油經(jīng)過脫機械雜質(zhì)和水后進入常壓分餾塔，分餾出塔頂油、塔底重油和含酚油，含酚油進入酚油抽提裝置抽提出酚類產(chǎn)品和脫酚油，脫酚油再與塔底重油混合后進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)生產(chǎn)出焦化干氣、液化氣、焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和石油焦炭，反應(yīng)溫度為490℃，反應(yīng)壓力0.23MPa。其中焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油與塔頂油混合后進入加氫單元首先發(fā)生加氫精制，從加氫精制反應(yīng)器出來的生成油進入分餾塔，產(chǎn)出石腦油餾分、柴油餾分和蠟油餾分，石腦油餾分和柴油餾分直接出裝置，而蠟油餾分和費-托合成產(chǎn)的石蠟類烴混合進入加氫單元的加氫裂化反應(yīng)器生產(chǎn)石腦油柴油餾分。加氫精制的反應(yīng)溫度為260℃、壓力16.0MPa、氫油體積比1350∶1和空速0.5h-1；加氫裂化的反應(yīng)溫度380℃、壓力15.0MPa、氫油體積比1300∶1和空速0.3h-1。主要產(chǎn)品性質(zhì)見表4。至此煤焦油為原料可生產(chǎn)出苯酚、工業(yè)甲酚、鄰甲酚、二甲酚、液化氣、石腦油、柴油、和石油焦等產(chǎn)品。
表1煤焦油主要性質(zhì)
實施例2 將依蘭煤送進中流化床干餾反應(yīng)器中進行干餾反應(yīng)，壓力0.12MPa，操作溫度600℃，生成煤氣、煤焦油和半焦。煤焦油的性質(zhì)見表2。干餾煤氣凈化后進入變壓吸附裝置，通過由硅膠等構(gòu)成的吸附床層，操作壓力為2.45MPa，將其中的氫氣提出，而其中的一氧化碳組分，也采用中變技術(shù)將其再與水反應(yīng)生成了氫氣，與煤干餾產(chǎn)生的氫氣一起采用變壓吸附技術(shù)提出用于煤焦油加氫裝置的進料。半焦，則送入流化床煤氣發(fā)生器，和氧氣、水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生合成氣和煤灰。半焦氣化時，半焦與氧氣、水蒸氣(水蒸氣、氧氣的體積比為3∶1)反應(yīng)產(chǎn)生合成氣(一氧化碳和氫氣)和煤灰；煤氣發(fā)生器反應(yīng)壓力3MPa，反應(yīng)溫度750℃，氣固比6∶1(v/v)，其中水蒸汽、氧氣的體積比3∶1。氣化產(chǎn)生的合成氣進入費-托合成反應(yīng)器，反應(yīng)壓力7.5MPa，反應(yīng)溫度300℃，合成氣空速為300h-1，生成石蠟類烴。干餾煤焦油經(jīng)過預(yù)處理單元后進入常壓分餾塔，分餾出塔頂油、塔底重油和含酚油，含酚油進入酚油抽提裝置抽提出酚類產(chǎn)品和脫酚油，脫酚油與塔底重油混合后進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)生產(chǎn)出焦化干氣、液化氣、焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和石油焦炭，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)壓力0.17MPa。其中焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油與塔頂油混合后進入加氫單元首先發(fā)生加氫精制，從加氫精制反應(yīng)器出來的生成油進入分餾塔，產(chǎn)出汽油餾分、柴油餾分和蠟油餾分，石腦油餾分和柴油餾分直接出裝置，而蠟油餾分和費-托合成產(chǎn)的石蠟類烴混合進入加氫單元的加氫裂化反應(yīng)器生產(chǎn)出石腦油和清潔柴油餾分。加氫精制的反應(yīng)溫度為340℃、壓力14.0MPa、氫油體積比1500∶1和空速0.25h-1；加氫裂化的反應(yīng)溫度395℃、壓力14.0MPa、氫油體積比1000∶1和空速0.4h-1。至此煤焦油為原料可生產(chǎn)出苯酚、工業(yè)甲酚、鄰甲酚、二甲酚、液化氣、石腦油、柴油、和石油焦等產(chǎn)品。
表2干餾煤焦油主要性質(zhì)
實施例3 將依蘭褐煤送進流化床干餾反應(yīng)器中進行干餾反應(yīng)，壓力0.18MPa，操作溫度650℃，生成干餾煤氣、煤焦油和半焦。干餾煤焦油的性質(zhì)見表3。干餾煤氣凈化后進入變壓吸附裝置，通過由一氧化碳吸附劑等構(gòu)成的吸附床層，操作壓力1.2MPa，將其中的氫氣提出用于煤焦油加氫裝置的進料。半焦，則送入流化床煤氣發(fā)生器，和氧氣、水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生合成氣和煤灰。半焦氣化時，半焦與氧氣、水蒸氣(水蒸氣、氧氣的體積比為5∶1)反應(yīng)產(chǎn)生合成氣(一氧化碳和氫氣)和煤灰；煤氣發(fā)生器反應(yīng)壓力1.6MPa，反應(yīng)溫度850℃，氣固比7∶1(v/v)。氣化產(chǎn)生的合成氣進入費-托合成反應(yīng)器，反應(yīng)壓力2.5MPa，反應(yīng)溫度380℃，合成氣空速為1000h-1，生成石蠟類烴。煤焦油經(jīng)過預(yù)處理單元后進入常壓分餾塔，分餾出塔頂油、塔底重油和含酚油，含酚油進入酚油抽提裝置抽提出酚類產(chǎn)品和脫酚油，脫酚油與塔底重油混合后進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)生產(chǎn)出焦化干氣、液化氣、焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和石油焦炭，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)壓力0.17MPa。其中焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油與塔頂油混合后進入加氫單元發(fā)生加氫精制和加氫裂化反應(yīng)生產(chǎn)干氣、液化氣、加氫石腦油和加氫柴油，加氫精制的反應(yīng)溫度為410℃、壓力12.5MPa、氫油體積比2000∶1和空速0.5-1；加氫裂化的反應(yīng)溫度415℃、壓力11.0MPa、氫油體積比1400∶1和空速0.6h-1。費-托合成反應(yīng)器生產(chǎn)的石蠟類烴進入加氫裝置的另外一套加氫裂化裝置，生產(chǎn)出石腦油和高標號的柴油。該加氫裂化的反應(yīng)溫度410℃、壓力12.0MPa、氫油體積比1200∶1和空速0.4h-1。最后將兩種柴油混合在一起成為最終柴油產(chǎn)品。至此煤焦油為原料可生產(chǎn)出苯酚、工業(yè)甲酚、鄰甲酚、二甲酚、液化氣、石腦油、柴油、和石油焦等產(chǎn)品。
表3干餾煤焦油主要性質(zhì)
表4石腦油餾分主要性質(zhì)
續(xù)表4柴油餾分性質(zhì)
續(xù)表4幾種主要低沸點酚的物理性質(zhì)
本發(fā)明的酚類產(chǎn)品中(質(zhì)量百分含量) 工業(yè)苯酚結(jié)晶點不少于31℃中性油不大于0.5％水分不大于1.5％吡啶堿0.3％； 鄰位甲酚不低于96％苯酚含量不大于2％二甲酚不大于2％水分不大于0.5％； 三混甲酚190℃前流出量不大于3％210℃前流出不小于96％；間位甲酚不小于41％中性油含量不大于1％水分不大于0.5％； 工業(yè)二甲酚205℃前流出量不大于0.5％225℃前不小于90％，中性油不大于1.8％水分不大于1.2％。
續(xù)表4苯產(chǎn)品主要性質(zhì) 續(xù)表4甲苯產(chǎn)品主要性質(zhì) 續(xù)表4混二甲苯產(chǎn)品主要性質(zhì) 本發(fā)明通過對流程的優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)了對褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性或弱粘結(jié)性煤的深度加工，有效提高了原料的利用率。
本發(fā)明所提供的不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，半焦氣化之后的合成氣進行費-托合成又用于生產(chǎn)石蠟類烴，并用于最終生產(chǎn)油品，而現(xiàn)有技術(shù)中的合成氣則用作燃料，這樣就提高了原料的利用率，另外，變壓吸附中的到的氫氣用于加氫反應(yīng)，也提高了煤氣的利用率，第三，此工藝中的含酚油抽提是在延遲焦化步驟之前，延遲焦化過程中如果進行含酚油抽提，由于溫度較高則對設(shè)備的腐蝕較為嚴重，含酚油抽提放在延遲焦化之前之后則可以更好地保護設(shè)備。因此，本發(fā)明提供的生產(chǎn)工藝，不僅可以提高不粘結(jié)性煤或者弱粘結(jié)性煤的原料利用率，而且還可以很好地保護好生產(chǎn)設(shè)備。
本發(fā)明所提供的不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，特別適用于褐煤、長焰煤、氣煤等不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的深加工。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，包括如下步驟
a)將不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤進行中低溫干餾反應(yīng)，生成煤氣、半焦和煤焦油，所述中低溫干餾反應(yīng)的溫度為450℃～700℃；
b1)通過變壓吸附將所述煤氣中的氫氣提出；
b2)將所述半焦送入煤發(fā)生器，在煤發(fā)生器中半焦、氧氣和水蒸氣反應(yīng)生成合成氣和煤灰，所述合成氣包含一氧化碳和氫氣；利用所述合成氣進行費-托合成反應(yīng)生產(chǎn)石蠟類烴類；
b3)將所述煤焦油送入常壓分餾塔進行分餾，得到含酚油、塔頂油和塔底重油；將所述含酚油進行抽提得到酚類和脫酚油；所述脫酚油和所述塔底重油進入延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)，得到焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭；
c1)將步驟b3)中所產(chǎn)生的所述焦化石腦油、焦化柴油和焦化蠟油與步驟b1)中提出的氫氣進行加氫反應(yīng)，然后分餾得到，石腦油成品、柴油成品和蠟油成品；
c2)將步驟b2)中所生產(chǎn)的石蠟類烴類與步驟b1)中提出的氫氣進行加氫反應(yīng)，然后分餾得到石腦油成品和柴油成品；
d)將步驟c1)和步驟c2)所生產(chǎn)的石腦油成品進行混合，將步驟c1)和步驟c2)所生產(chǎn)的柴油成品進行混合。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟a)中，所述的中低溫干餾反應(yīng)在干餾反應(yīng)器中進行，所述干餾反應(yīng)器為流化床式干餾反應(yīng)器。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟a)中，所述的中低溫干餾反應(yīng)的溫度為450℃～700℃，操作壓力為0.05MPa～0.5MPa。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工工藝，其特征在于，步驟a)中，所述的中低溫干餾反應(yīng)的溫度為550℃～650℃，操作壓力為0.08MPa～0.2MPa。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b1)中，所述變壓吸附過程中，利用的吸附床層包括氧化鋁、硅膠、活性炭、沸石分子篩和一氧化碳吸附劑，操作壓力為0.8MPa～2.8MPa。
6根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b1)中，在氫氣被提出之后，所得產(chǎn)物中的一氧化碳，可選擇性采用中變技術(shù)將其再與水反應(yīng)生成氫氣，一氧化碳中變得到的氫氣可以與煤干餾產(chǎn)生的氫氣一起采用變壓吸附技術(shù)提出，用于加氫反應(yīng)的原料氫。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b2)中，所述煤氣發(fā)生器為流化床式煤氣發(fā)生器。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的加工工藝，其特征在于，步驟b2)中，所述流化床式煤氣發(fā)生器的反應(yīng)壓力為0.1MPa～4.5MPa，反應(yīng)溫度為650℃～1100℃，氣固體積比為3∶1～8∶1。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的加工工藝，其特征在于，步驟b2)中，所述流化床式煤氣發(fā)生器的反應(yīng)壓力為0.1MPa～3.5MPa，反應(yīng)溫度為700℃～1000℃，氣固體積比為4∶1～8∶1。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b2)中，所述氧氣和水蒸氣的體積比為3∶1～9∶1。
11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b2)中，所述費-托合成反應(yīng)采用的費-托合成反應(yīng)器為漿態(tài)床式費-托合成反應(yīng)器。
12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的加工工藝，其特征在于，所述費-托合成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為120℃～450℃，反應(yīng)壓力為0.05MPa～10MPa，合成氣空速為100h-1～5000h-1。
13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的加工工藝，其特征在于，所述費-托合成反應(yīng)的反應(yīng)溫度為150℃～400℃，反應(yīng)壓力為0.1MPa～10MPa，合成氣空速為200h-1～5000h-1。
14、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b3)中，所述塔頂油的終餾點為180℃～230℃，所述含酚油的餾程范圍為180℃～270℃到230℃～270℃之間，所述塔底重油的初餾點大于270℃。
15、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟b3)中，所述延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為480℃～550℃，反應(yīng)壓力為0.15MPa～0.5MPa。
16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的加工工藝，其特征在于，步驟b3)中，所述延遲焦化裝置進行熱裂解反應(yīng)的反應(yīng)溫度為485℃～535℃，反應(yīng)壓力為0.17MPa～0.35MPa。
17、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟c1)中，所述加氫反應(yīng)的反應(yīng)裝置包括加氫精制單元和加氫裂化單元，所述焦化石腦油、焦化柴油和焦化蠟油首先進入加氫精制單元內(nèi)進行加氫反應(yīng)，所述蠟油餾分和b2)中所述的石蠟類烴類混合進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)。
18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的加工工藝，其特征在于，步驟c1)中，所述加氫精制單元中的反應(yīng)溫度為180℃～427℃，反應(yīng)壓力為10MPa～17MPa，氫油體積比為1000∶1～3500∶1，液時體積空速為0.15h-1～1h-1。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的加工工藝，其特征在于，步驟c1)中，所述加氫精制單元中的反應(yīng)溫度為180℃～420℃，反應(yīng)壓力為10MPa～16MPa，氫油體積比為1500∶1～3000∶1，液時體積空速為0.2h-1～0.8h-1。
20、根據(jù)權(quán)利要求17所述的加工工藝，其特征在于，步驟c1)中，所述蠟油餾分和b2)中所述的石蠟類烴類混合進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為360℃～427℃，反應(yīng)壓力為10MPa～17MPa，氫油體積比為800～2000，液時體積空速為0.15h-1～1h-1。
21、根據(jù)權(quán)利要求20所述的加工工藝，其特征在于，步驟c1)中，所述蠟油產(chǎn)品和b2)中所述的石蠟類烴類混合進入加氫裂化單元繼續(xù)進行加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為380℃～420℃，反應(yīng)壓力為10MPa～16MPa，氫油體積比為1000∶1～1500∶1，液時體積空速為0.2h-1～0.8h-1。
22、根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟c2)中，加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為360℃～427℃，反應(yīng)壓力為10MPa～17MPa，氫油體積比為800∶1～2000∶1，液時體積空速為0.15h-1～1h-1。
23、根據(jù)權(quán)利要求22所述的加工工藝，其特征在于，步驟c2)中，加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度為380℃～420℃，反應(yīng)壓力為10MPa～16MPa，氫油體積比為1000∶1～1500∶1，液時體積空速為0.2h-1～0.8h-1。
全文摘要
本發(fā)明公開一種不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤的加工工藝，包括如下步驟首先，在中低溫下將不粘結(jié)性煤或弱粘結(jié)性煤進行中低溫干餾，生成半焦、煤氣和煤焦油；然后分別對這三種干餾產(chǎn)物進行處理，第一，將半焦通過氣化成合成氣，然后將合成氣進行費-托合成制備石蠟類烴類，第二，利用變壓吸附技術(shù)將煤氣中的氫氣提出，第三，對煤焦油進行分餾，分餾得到含酚油、塔頂油和塔底油，對于含酚油又進行抽提，得到酚類和脫酚油，將塔底重油和脫酚油進行延遲焦化，得到焦化氣、焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油和焦炭；然后，利用抽提的氫氣對石蠟烴類和焦化石腦油、焦化柴油、焦化蠟油進行加氫處理；最后，將分別得到的加氫產(chǎn)出進行混合。
文檔編號C10B53/04GK101580728SQ200910146039
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者姜殿臣, 秦利彬, 沈和平, 趙長林, 韓雪冬, 楊承強, 李增文 申請人:中煤能源黑龍江煤化工有限公司, 上海勝幫煤化工技術(shù)有限公司