一種粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)利用技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)的工藝方法，其中將粉煤在干餾熱解反應(yīng)器中干餾熱解，并將未經(jīng)處理的干餾熱解油氣直接送去延遲焦化。由于該方法中干餾熱解裝置與延遲焦化裝置直接連接，不需要將煤焦油降溫再升溫，也不需要干餾熱解凈化裝置和延遲焦化加熱爐，從而能耗大大降低，并且簡化了流程，節(jié)省了投資。
【專利說明】一種粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)利用技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是一種儲量豐富但還未被很好利用的資源。我國是一個缺油、少氣而煤炭資源相對豐富的國家，在探明的化石能源儲量中煤炭占94.3%,石油天然氣僅占5.7%。另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，中國能源需求維持高速增長，原油進(jìn)口量不斷刷新歷史紀(jì)錄。國際原油價格不斷攀升，而國內(nèi)原油需求逐年遞增，國內(nèi)石油產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。因此，大力發(fā)展煤化工產(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。
[0003]現(xiàn)有處理煤炭的工業(yè)化技術(shù)主要是將其作為發(fā)電燃料、鍋爐燃料、氣化原料等。正在研發(fā)和已經(jīng)研發(fā)的技術(shù)有:煉焦、氣化、低溫干餾、直接加氫液化和間接液化等，其中將煉焦產(chǎn)生的煤焦油進(jìn)行延遲焦化以獲得與石油產(chǎn)品相當(dāng)?shù)那鍧嵢剂匣蚴彤a(chǎn)品成為研究熱點(diǎn)。
[0004]但是，當(dāng)前的煤焦油延遲焦化工藝都是首先將煤干餾熱解得到的油氣混合物冷凝凈化得到液態(tài)煤焦油，再將該液態(tài)煤焦油重新升溫進(jìn)行延遲焦化。一降溫一升溫，造成巨大的能源浪費(fèi)。
[0005]尤其在煤原料是粉煤的情況下，由于干餾熱解出來的煤焦油含大量煤粉，上述這種冷凝凈化非常難成功實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐中，從液態(tài)煤焦油中分離煤粉一般通過旋風(fēng)分離器或過濾器完成，但要么只能得到油泥(即油中仍含有大量煤粉)，要么過濾器被完全堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)的工藝方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
[0007]本發(fā)明的一個目的是提供一種粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)的工藝方法，其中將粉煤在干餾熱解反應(yīng)器中干餾熱解，并將所產(chǎn)生的干餾熱解油氣未經(jīng)處理而直接送去延遲焦化。
[0008]在一個實(shí)施方案中，干餾熱解油氣通過喉管進(jìn)入延遲焦化用的焦炭塔，其中喉管溫度可以控制在400-500°C，壓力可以控制在表壓0-0.002MPa。從焦炭塔送出的油氣進(jìn)入分餾塔，在分餾塔中分餾出的氣體再經(jīng)過真空泵送去進(jìn)一步處理，其中可以通過控制真空泵的吸氣口壓力來控制喉管壓力。
[0009]在另一實(shí)施方案中，延遲焦化用的裝置中不包括`加熱爐。而且，延遲焦化用的焦炭塔的操作溫度可以為400-450°C，塔頂壓力可以為0.02-0.07MPa(絕壓)。干餾熱解油氣中所夾帶的粉煤在焦炭塔中可以縮合成浙青焦而從干餾熱解油氣中分離出。
[0010]在又一實(shí)施方案中，干餾熱解反應(yīng)器的操作溫度可以為500-900°C，所產(chǎn)生的干餾熱解油氣的溫度可以為400-500°C且表壓可以為0.0001-0.005MPa。干餾熱解反應(yīng)器可以包括回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器、帶式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。
[0011]所述粉煤可以包括褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤或氣煤，其中粉煤按鋁甑試驗(yàn)測得的含油率基于干基大于或等于5%。
[0012]在又一實(shí)施方案中，從焦炭塔送出的油氣可以經(jīng)歷分餾、加氫和后精制，最后得到輕質(zhì)化清潔燃料、液化氣、烯烴、液化天然氣和燃料氣。
[0013]在又一實(shí)施方案中，從焦炭塔送出的油氣從焦炭塔頂部進(jìn)入分餾塔，在分餾塔側(cè)線得到加氫原料油去加氫裝置生產(chǎn)輕質(zhì)化清潔燃料油，氣體則通過壓縮升壓后進(jìn)入吸收穩(wěn)定裝置和氣體分離裝置分離出液化氣和烯烴產(chǎn)品，干氣經(jīng)過脫硫脫碳裝置將硫、二氧化碳脫除后進(jìn)入膜分離裝置分離出氫氣，然后經(jīng)過低溫?fù)Q熱器進(jìn)入低溫精餾塔，分別在低溫精餾塔塔底和塔頂?shù)玫揭夯烊粴夂腿剂蠚狻?br> [0014]可以看到，本發(fā)明方法中干餾熱解裝置與延遲焦化裝置直接連接，不需要將煤焦油降溫再升溫，也不需要干餾熱解凈化裝置和延遲焦化加熱爐，由此能耗大大降低，并且簡化了流程，節(jié)省了投資。
[0015]而且，干餾熱解除了油氣產(chǎn)物外，得到約70%的高爐無煙煤或噴吹煤，產(chǎn)品附加值大大提高。按高爐無煙煤或噴吹煤質(zhì)量指標(biāo)控制粉煤干餾熱解溫度和程度，不破壞煤原來就具有的優(yōu)質(zhì)特性，煤的質(zhì)量指標(biāo)在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高，同時將煤中的油氣分離出來，油經(jīng)過延遲焦化自由基反應(yīng)后去加氫生產(chǎn)輕質(zhì)化清潔燃料，氣體經(jīng)壓縮升壓后分別通過吸收穩(wěn)定、氣體分離、脫硫脫碳、膜分離、低溫精餾塔等裝置分離出液化氣、烯烴、氫氣、液化天然氣和燃料氣，真正做到了煤炭的梯級、分質(zhì)利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示意性表示 本發(fā)明方法的一個實(shí)施方案的工藝流程圖，其中1-干燥器，
2-干餾熱解反應(yīng)器，3-焦炭塔，4-分餾塔，5-真空泵，6-緩沖罐，7-壓縮機(jī)，8-吸收穩(wěn)定裝置，9-脫硫脫碳裝置，10-膜分離裝置，11-低溫精餾塔，12-加氫裝置，13-氣體分離裝置，14-粉煤，15-干燥水，16-無煙煤或噴吹煤，17-浙青焦，18-加氫原料油，19-輕質(zhì)化清潔燃料油，20-液化氣，21-烯烴，22-氫氣，23-燃料氣，24-液化天然氣，25-喉管。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的工藝方法，以便更好地理解本發(fā)明。除另有說明，本文提及的所有百分比都按質(zhì)量計(jì)。
[0018]本發(fā)明方法的原料主要是粉煤，包括褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤等低變質(zhì)煙煤或氣煤。粉煤的平均粒度最大為25mm，并且按鋁甑試驗(yàn)測得的含油率基于干基大于或等于5%。該粉煤在中國儲量豐富，來源非常廣泛。
[0019]首先將粉煤14干燥脫水。干燥可以在干燥器I中進(jìn)行，脫除的水15從干燥器中分離出來。將脫水后的粉煤送入干餾熱解反應(yīng)器2中進(jìn)行干餾熱解。干餾熱解反應(yīng)器的反應(yīng)溫度可以為500-900°C，例如500-700°C或650-900°C。該溫度可以是本領(lǐng)域中低溫干餾熱解技術(shù)中通常采用的溫度。在熱煙氣的作用下，粉煤在干餾段發(fā)生干餾熱解。經(jīng)干餾熱解的粉煤通過冷卻段排出反應(yīng)器，得到附加值較高的無煙煤或噴吹煤16，而所產(chǎn)生的干餾熱解油氣直接送去延遲焦化。也就是說，該干餾熱解油氣未經(jīng)任何處理就直接送去延遲焦化。具體而言，干餾熱解油氣在延遲焦化之前可以沒有經(jīng)歷冷凝、冷卻、固液分離、凈化或升溫等本領(lǐng)域中常規(guī)采用的類似處理。
[0020]干餾熱解反應(yīng)器2可以是本領(lǐng)域?qū)嵤┲械蜏馗绅s熱解的常規(guī)裝置，例如回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器、帶式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器或適用于本發(fā)明的其它干餾熱解裝置。干餾熱解可以按內(nèi)熱式氣體熱載體法、外熱式氣體熱載體法、內(nèi)熱式固體熱載體法、熱載體催化熱解干餾法或其它常用于中低溫干餾的工藝方法進(jìn)行。
[0021]干餾熱解反應(yīng)器產(chǎn)生的干餾熱解油氣的溫度可以為400-500°C，表壓可以為
0.0001-0.005MPa,優(yōu)選 0.0005-0.005MPa,更優(yōu)選 0.001-0.005MPa。該油氣通過干餾熱解反應(yīng)器與焦炭塔之間的喉管25直接進(jìn)入焦炭塔3，其中喉管溫度通過控制干餾熱解反應(yīng)溫度而可以保持在400-500 °C，優(yōu)選430-490 °C，更優(yōu)選440-480 °C;喉管壓力通過控制真空泵5 (下文將詳細(xì)介紹)的吸氣口壓力而可以保持在0-0.002MPa(表壓)，優(yōu)選
0.0005-0.0015MPa。
[0022]從喉管25出來的干餾熱解油氣直接進(jìn)入下游延遲焦化用的裝置中。該裝置不包括常規(guī)延遲焦化裝置用的加熱爐，由此干餾熱解油氣直接進(jìn)入焦炭塔。顯然，加熱爐的省去既節(jié)省了設(shè)備投資、簡化了工藝流程，又節(jié)約了能量消耗，優(yōu)化了工藝操作。這是因?yàn)楸景l(fā)明方法直接利用干餾熱解的溫度進(jìn)行延遲焦化，從而不需要降溫冷凝得到煤焦油后再升溫進(jìn)行延遲焦化自由基反應(yīng)。
[0023]焦炭塔設(shè)為兩個，一開一備交替使用。干餾熱解油氣在焦炭塔3中進(jìn)行自由基反應(yīng)，得到浙青焦17和油氣混合物，其中浙青焦產(chǎn)品主要由干餾熱解油氣中所夾帶的煤粉、浙青質(zhì)、殘?zhí)俊⒅亟饘俚冗@些難以加氫的物質(zhì)縮合而成。浙青焦在焦炭塔中逐漸沉積下來，而油氣混合物進(jìn)入分餾塔4。焦炭塔中的反應(yīng)溫度可以為400-450°C，例如410-430°C，塔頂絕壓可以為 0.02-0.07MPa，例如 0.03-0.06MPa，或 0.025-0.05MPa。
[0024]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)干餾熱解油氣中所夾帶的煤粉在焦炭塔中基本都轉(zhuǎn)化為浙青焦產(chǎn)品沉積下來，從而有效保證了整個工藝流程的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。本領(lǐng)域已知，粉煤干餾出來的煤焦油含煤粉量高達(dá)約30% ;如果將含有如此多煤粉的焦油進(jìn)行冷凝、凈化回收，無疑會給設(shè)備帶來嚴(yán)重的磨損和堵塞問題，更難保證整個工藝流程長周期穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有技術(shù)中，往往首先將干餾熱解油氣冷凝，再將冷凝得到的煤焦油進(jìn)行固液分離以除去其中夾帶的煤粉。但是，無論是采用旋風(fēng)分離器還是過濾器，現(xiàn)有技術(shù)都無法將其中所含煤粉徹底脫除，要么得到的是油泥(即固液分離后的煤焦油中仍含有相當(dāng)數(shù)量的煤粉)，要么過濾器使用沒多久已完全堵塞。
[0025]本發(fā)明方法通過將含煤粉的干餾熱解油氣直接送入焦炭塔，煤粉在焦炭塔中幾乎都轉(zhuǎn)化為浙青焦產(chǎn)品沉積下來，并且由 于含煤粉的干餾熱解油氣只是通過喉管一段，在壓力差作用下基本不會淤積在喉管內(nèi)，從而整個工藝流程能夠連續(xù)穩(wěn)定地長周期運(yùn)行。
[0026]延遲焦化反應(yīng)后的油氣混合物從焦炭塔3頂部進(jìn)入分餾塔4，在分餾塔4側(cè)線得到加氫原料油18并將其送去加氫裝置12生產(chǎn)輕質(zhì)化清潔燃料油19，氣體則從分餾塔的頂部被真空泵5抽到緩沖罐6后進(jìn)入壓縮機(jī)7，通過壓縮升壓后進(jìn)入吸收穩(wěn)定裝置8得到液化氣20，液化氣可以直接作為產(chǎn)品收集也可以進(jìn)入氣體分離裝置13分離出液化氣和烯烴21。脫除液化氣后的干氣進(jìn)入脫硫脫碳裝置9，將干氣中的硫、二氧化碳脫除后進(jìn)入膜分離裝置10，在膜分離裝置中得到高純度的氫氣22。該氫氣可以送入加氫裝置12進(jìn)行加氫原料油的加氫反應(yīng)，其余的干氣經(jīng)過低溫?fù)Q熱器(未示出)后進(jìn)入低溫精餾塔11，在低溫精餾塔的底部得到液化天然氣24，在低溫精餾塔的頂部得到燃料氣23。這種加工煤煉焦所產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣以獲得液化天然氣的工藝是本領(lǐng)域已知的，例如可以參見姚占強(qiáng)等，“焦?fàn)t煤氣綜合利用制取液化天然氣”，燃料與化工，第40卷第4期，第44-46頁(2009)，該文獻(xiàn)的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
[0027]如上述，喉管壓力是通過控制此處真空泵5的吸氣口壓力來控制的。
[0028]實(shí)施例1
[0029]本實(shí)施例中所用粉煤來自于陜西煤業(yè)化工集團(tuán)紅柳林煤礦，即陜北長焰煤。該粉煤的工業(yè)分析測定結(jié)果見表1，其格金干餾分析數(shù)據(jù)見表2。
[0030]表1:工業(yè)分析測定結(jié)果
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種粉煤干餾熱解和延遲焦化組合分質(zhì)的工藝方法，其特征在于將粉煤在干餾熱解反應(yīng)器中干餾熱解，并將所產(chǎn)生的干餾熱解油氣未經(jīng)處理而直接送去延遲焦化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于干餾熱解油氣通過喉管進(jìn)入延遲焦化用的焦炭塔，其中喉管溫度控制在400-500°C，壓力控制在表壓0-0.002MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于延遲焦化用的裝置中不包括加熱爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于延遲焦化用的焦炭塔的操作溫度為400-450°C，塔頂絕壓為0.02-0.07MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于干餾熱解油氣中所夾帶的粉煤在焦炭塔中縮合成浙青焦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于干餾熱解反應(yīng)器的操作溫度為500-900°C，所產(chǎn)生的干餾熱解油氣的溫度為400-500°C且表壓為0.0001-0.005MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于從焦炭塔送出的油氣進(jìn)入分餾塔，在分餾塔中分餾出的氣體再經(jīng)過真空泵送去進(jìn)一步處理，其中通過控制真空泵的吸氣口壓力來控制喉管壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任 一項(xiàng)所述的方法，其特征在于干餾熱解反應(yīng)器包括回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器、帶式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述粉煤包括褐煤、長焰煤、不粘煤、弱粘煤或氣煤，其中粉煤按鋁甑試驗(yàn)測得的含油率基于干基大于或等于5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于從焦炭塔送出的油氣經(jīng)歷分餾、加氫和后精制，最后得到輕質(zhì)化清潔燃料、液化氣、烯烴、液化天然氣和燃料氣。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于從焦炭塔送出的油氣從焦炭塔頂部進(jìn)入分餾塔，在分餾塔側(cè)線得到加氫原料油去加氫裝置生產(chǎn)輕質(zhì)化清潔燃料油，氣體則通過壓縮升壓后進(jìn)入吸收穩(wěn)定裝置和氣體分離裝置分離出液化氣和烯烴產(chǎn)品，干氣經(jīng)過脫硫脫碳裝置將硫、二氧化碳脫除后進(jìn)入膜分離裝置分離出氫氣，然后經(jīng)過低溫?fù)Q熱器進(jìn)入低溫精餾塔，分別在低溫精餾塔塔底和塔頂?shù)玫揭夯烊粴夂腿剂蠚狻?br> 【文檔編號】C10B53/04GK103509571SQ201310419255
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】王守峰, 呂子勝 申請人:陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司