CN100387684C - 高硫煤炼油和回收硫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高硫煤炼油和回收硫的方法，为解决现有技术不能利用高硫年轻煤炼油的问题，其是年轻的高硫烟煤或褐煤电选，得到高灰份高硫煤和低灰份中低硫煤；其中，电选后的高灰份高硫煤用间接液化法制油或用于发电；电选后的低灰份中低硫煤用直接加氢液化法制油，直接加氢液化法得到的固体残煤用间接液化法造氢制油；前两种方法得到的硫化氢都用克劳斯法制硫。其直接法投资少、单耗低、轻油含芳烃高；而间接法催化合成的油，烃多呈直链，成品油含十六烷值高，易与轻油调成不同规格的油品，以满足市场需要。再从生产中的半成品看，直接法原煤液化时需要大量氢气，液化后产生的50%的固体残煤用于间接法炼油，可使两者的投资成本大大降低，既能充分利用高硫煤、中硫煤产油和回收硫磺，又能消除烟气污染，经济效益和环境效益都非常突出。

Description

高硫煤炼油和回收硫的方法
技术领域
本发明涉及一种高硫煤炼油的方法，特别是涉及一种高硫煤炼油和回收硫的方法。
背景技术
目前，煤碳液化制油技术已经非常成熟，尤其是中国矿业大学陈清心院士推荐的利用粉煤磨擦静电分选技术，突破了“高硫必高灰”的难题，为在煤碳液化制技术中集中利用高硫煤，回收硫，解决环境污染问题，奠定了基础。同时，也解决了直接法对原料煤灰份含量的要求较严，只能使用低灰份年轻煤作原料的问题，扩大了直接法的煤原料来源。因为煤中的灰份会使催化剂中毒，降低催化剂的活性和寿命；间接液化法可以使用含灰份量较高的煤为原料，但是，其生产成本较前者高，在油价飞涨的今天，间接法也有了可观的经济效益。
我国低硫年轻煤矿区分布不均匀，仅靠低硫的年轻煤制油远远不能满足国内市场的需要，大多数优质年轻煤都是(含硫＞1.5％)高硫煤，不适合直接法制油。一方面，我国硫的缺口较大，每年需要花费大量外汇进口硫；另一方面，煤中含有的硫又以二氧化硫的形式随烟气排向大气，得到不到回收，既污染了环境，又浪费了资源，并且国家为减少污染还限制含硫＞3％煤开采。
煤炭工业出版社1983年出版的《煤炭的加工和利用》一书就对当时煤炼油技术做了较为全面的介绍，其介绍的高压加氢法(直接液化法)有：溶剂精制煤法、汽油法、供氢溶剂法、氢-煤法、半焦-能法、合成油法和CO+H2O液化法。间接液化法有菲特合成法和甲醇转化法。我国煤资源并不多，但也有不准开采高硫煤的政策，如果我国在煤炼油的同时能完成硫的回收，就能做到了煤资源的充分利用。时至今日，不论是上述的直接法、还是间接法都已经更加完善和成熟。
目前，我国因为发电企业烟气脱硫设备投资大、负担重，为满足环保要求多数煤电站只能使用低硫煤，发电用的低硫煤缺口较大，与煤炼油的争煤问题非常突出，发展煤炼油的出路只能是大力开发高硫煤炼油。现在我国煤炭电选能力已达五亿多吨，利用率只有一半，当务之急就是结合新技术充分发挥其潜能，来弥补脱硫产能利用不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能够利用高硫年轻煤的高硫煤炼油和回收硫的方法。
为实现上述目的，本发明高硫煤炼油和回收硫的方法是年轻的高硫烟煤或褐煤电选，得到高灰份高硫煤和低灰份中低硫煤；其中，电选后的高灰份高硫煤用间接液化法制油或用于发电；电选后的低灰份中低硫煤用直接加氢液化法制油，直接加氢液化法得到的固体残煤用间接液化法造氢制油；前两种方法得到的硫化氢都用克劳斯法制硫。如此设计，既能充分发挥了高硫煤炼油的优势，又解决了高硫煤发电产生含硫烟气对大气的污染问题，还能回收大量硫磺，缓解进口压力，做到资源充分利用。
作为优化，直接加氢液化法包括溶剂精制煤法、汽油法、供氢溶剂法、氢-煤法、半焦-能法、合成油法；间接液化法包括菲特合成法和甲醇转化法。如此设计，可根据具体需要选择适用不同的工艺路线。菲特合成法更优选太原煤化所的菲特(F-T)合成法。
作为优化，克劳斯法是硫化氢在克劳斯炉中用空气中的氧部分氧化转化为硫。
作为优化，直接加氢液化法中的合成油法是电选后的低灰份中低硫煤与循环油混合，制成煤浆；煤浆与循环氢混合后，经预热器预热，送入固定床催化反应器，反应器中装有以硅活性铝为载体的钴、钼系球形催化剂；反应器出来的产物进入高压分离器，进行气、液分离；分离的液体再进入低压分离器，将高压下溶于液体中的气体释放出来，从高低压分离器得到的液态产物，再用离心方式把固体物除掉，最终得到合成油；从高压分离器得到的气体，送入气体精制器里脱除硫化氢和其它副产物，供循环再用。如此设计，既能提高收率，又能保证油品质量。
作为优化，电选后的低灰份中低硫煤与循环油的混合比为30-45～70-55；反应器的反应条件为压力140-280公斤/厘米2，温度450℃。
作为优化，间接液化法中的菲特合成法是先将电选后的高灰份高硫煤进行气化，生成的混合气体分离出硫化氢和其它副产气体后得到一氧化碳和氢气，再在反应器中和催化剂作用下，进行加氢合成，生成烃类油。生成直链烃为主的油品，可与直接法生产的芳烃为主的油晶调配成市场需要的成晶油。
作为优化，间接液化法得到的一氧化碳和氢气与直接法的低灰份中低硫煤在同一工序中进行加氢液化。间接液化法中得到的过量氢再用作直接加氢液化法的原料。直接和间接液化法得到的油再经分馏得到成晶油和残渣，残渣再作为间接液化法的原料。如此联产有利于减少设备投资和提高生产能力及设备利用率和降低生产成本。
采用上述技术方案后，本发明高硫煤炼油和回收硫的方法直接法投资少、单耗低、轻油含芳烃高；而间接法催化合成的油，烃多呈直链，成品油含十六烷值高，易与轻油调成不同规格的油品，以满足市场需要。再从生产中的半成品看，直接法原煤液化时需要大量氢气，液化后产生的50％的固体残煤用于间接法炼油，可使两者的投资成本大大降低，既能充分利用高硫煤、中硫煤产油和回收硫磺，又能消除烟气污染，经济效益和环境效益都非常突出。
具体实施方式
下面结合具体实例作更一步的说明：
本发明高硫煤炼油和回收硫的方法是含硫1.5-2.5％的年轻高硫烟煤或褐煤电选，得到高灰份高硫煤和含硫1.5-0.5％的低灰份中低硫煤；其中，电选后的高灰份高硫煤用间接液化法制油或用于发电；电选后含硫1.5-0.5％的低灰份中低硫煤用直接加氢液化法制油，直接加氢液化法得到的固体残煤用间接液化法制油；前两种方法得到的硫化氢用克劳斯法制硫。克劳斯法是硫化氢在克劳斯炉中用空气中的氧部分氧化转化为硫。
直接加氢液化法中的合成油法是电选后含硫1.5-0.5％的中低硫煤与循环油混合，制成煤浆；煤浆与循环氢混合后，经预热器预热，送入固定床催化反应器，反应器中装有以硅活性铝为载体的钴、钼系球形催化剂；反应器出来的产物进入高压分离器，进行气、液分离；分离的液体再进入低压分离器，将高压下溶于液体中的气体释放出来，从高低压分离器得到的液态产物，再用离心方式把固体物除掉，最终得到合成油；从高压分离器得到的气体，送入气体精制器里脱除硫化氢和其它副产物，供循环再用。其中，电选后含硫1.5-0.5％的低灰份中低硫煤与循环油的混合比为30-45～70-55；反应器的反应条件为压力140-280或180-190公斤/厘米2，温度450℃。
间接液化法中的菲特合成法是先将电选后的高灰份高硫煤进行气化，生成的混合气体分离出硫化氢和其它副产气体后得到一氧化碳和氢气，再在反应器中和催化剂作用下，进行加氢合成，生成富直链烃类油。生成直链烃为主的油品，与直接法生产的芳烃为主的油品调配成市场需要的成品油。
间接液化法中得到的富余氢再用作直接加氢液化法的原料。间接液化法得到的一氧化碳和氢气与直接法含硫1.5-0.5％的低灰份中低硫煤在同一工序中进行加氢液化。直接和间接液化法得到的油再经分馏得到成品油和残渣，残渣再作为间接液化法的原料。

Claims (9)

1.一种高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于年轻的高硫烟煤或褐煤电选，得到高灰份高硫煤和低灰份中低硫煤；其中，电选后的高灰份高硫煤用间接液化法制油或用于发电；电选后的低灰份中低硫煤用直接加氢液化法制油，直接加氢液化法得到的固体残煤用间接液化法造氢制油；前两种方法得到的硫化氢都用克劳斯法制硫。
2.根据权利要求1所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于直接加氢液化法包括溶剂精制煤法、汽油法、供氢溶剂法、氢-煤法、半焦-能法、合成油法；间接液化法包括菲特合成法和甲醇转化法。
3.根据权利要求1所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于克劳斯法是硫化氢在克劳斯炉中用空气中的氧部分氧化转化为硫。
4.根据权利要求2所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于直接加氢液化法中的合成油法是电选后的低灰份中低硫煤与循环油混合，制成煤浆；煤浆与循环氢混合后，经预热器预热，送入固定床催化反应器，反应器中装有以硅活性铝为载体的钴系或钼系球形催化剂；反应器出来的产物进入高压分离器，进行气、液分离；分离的液体再进入低压分离器，将高压下溶于液体中的气体释放出来，从高低压分离器得到的液态产物，再用离心方式把固体物除掉，最终得到合成油；从高压分离器得到的气体，送入气体精制器里脱除硫化氢和其它副产物，供循环再用。
5.根据权利要求4所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于电选后的低灰份中低硫煤与循环油的混合比为30-45∶70-55；反应器的反应条件为压力140-280公斤/厘米2，温度450℃。
6.根据权利要求2所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于间接液化法中的菲特合成法是先将电选后的高灰份高硫煤进行气化，生成的混合气体分离出硫化氢和其它副产气体后得到一氧化碳和氢气，再在反应器中和催化剂作用下，进行加氢合成，生成烃类油。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于间接液化法得到的一氧化碳和氢气与直接法的低灰份中低硫煤在同一工序中进行加氢液化。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于间接液化法中得到的过量氢再用作直接加氢液化法的原料。
9.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述高硫煤炼油和回收硫的方法，其特征在于直接和间接液化法得到的油再经分馏得到成品油和残渣，残渣再作为间接液化法的原料。
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