CN103468285A - 粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，其主要由粉煤热解、煤气提氢、煤焦油加氢以及生成油分离等步骤组成，从而制得燃料油，本发明以粒径小于≤6mm的粉煤为原料，通过粉煤热解产生中低温煤焦油并将煤焦油加氢反应后进一步分馏得到石脑油、柴油等燃料油，整个工艺简单，原料供应充足，合理利用粉煤资源，相对投资低，产品质量好，安全运行稳定，适于工业化应用。

Description

粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法

技术领域

本发明属煤化工领域，具体涉及一种粉煤热解中低温煤焦油制燃料油的方法。

背景技术

从我国“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”的资源禀赋条件和现有的技术发展分析，能源自给率的保障只能来自于煤炭资源的大规模使用，以煤为主的能源战略是必然的选择。

虽然我国煤炭资源相对丰富，但随着我国经济的迅速发展，其生产量和消费量已均为世界第一位，在发展煤化工产业过程中，一定要坚持最大限度地利用煤炭资源，走高效率、低排放、清洁加工转化利用的发展之路。

对于占我国煤炭总量、探明保有储量以及目前煤炭产量均在55%以上的低阶煤（褐煤、长焰煤、不黏煤、弱黏煤），其煤岩组分中凝胶化组分相对较高，工业分析组成中挥发分较高，其有机质化学结构中侧链较多，有机质元素组成中氢氧含量较高。低阶煤的化学结构特点决定了可以最小的能耗和物耗，通过科学的煤炭转化方式，同步获取所需的化学品和清洁能源，实现煤炭资源的高效转化及多联产利用。

多年来，国内外对煤热解制半焦、煤焦油、煤气，并将煤气转化为氢气与煤焦油加氢生成燃料油进行了研究和工业化生产。中国专利CN102337144A中公布的块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料的方法，包括块煤干馏、干馏煤气提取氢气、煤焦油的延迟焦化、煤焦油加氢裂化四个步骤，是国内目前实现工业化生产的一个典型工艺。在我国煤炭机械化开采过程中，所采的煤炭≥20mm以上的块煤约占25%左右，≤6mm以下的粉煤约占30%左右。在煤炭市场中块煤（≥20mm以上）每吨的价格一般高于粉煤（≤6mm以下）200元左右，因此，该技术中使用块煤会出现供应不足、成本高，工艺过程复杂、投资高的缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，该方法工艺简单，投资成本低，产品质量好，运行安全稳定。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

（1）粉煤热解

将粒径≤6mm的粉煤在热解装置中常压、490～550℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；

（2）煤气提氢

将步骤（1）所得煤气送入制氢装置中，制得纯度大于99.9%的氢气；

（3）煤焦油加氢

将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器中，230～410℃、10～14Mpa、氢油体积比为1100～2000：1，平均液体空速为0.28～5h^-1条件下反应，制得生成油；

（4）生成油分离

将生成油在分馏装置中分馏，制得燃料油；

上述燃料油为石脑油、柴油和加氢尾油。

它还包括步骤（5），将步骤（4）的加氢尾油输送至加氢反应器中进行循环利用。

在步骤（3）中，将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器中，优选反应条件为：280～350℃、12～14MPa、氢油体积比为1500～1800：1，平均液体空速为1.2～4h^-1，制得生成油。

在步骤（3）中，将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器中，较佳反应条件为：300℃、13MPa、氢油体积比为1600：1，平均液体空速为2h^-1，制得生成油。

上述粉煤为褐煤、长焰煤、弱黏煤或不黏煤。

本发明的粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法以粒径小于≤6mm的粉煤为原料，通过粉煤热解产生中低温煤焦油并将煤焦油加氢反应后进一步分馏得到石脑油、柴油等燃料油，整个工艺简单，原料供应充足，合理利用粉煤资源，相对投资低，产品质量好，安全运行稳定，适于工业化应用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述的实施情形。

实施例1

本实施例以粒径≤6mm的榆林市大保当长焰煤为粉煤原料，其热解中低温煤焦油制取燃料油的方法由以下步骤实现，参见图1：

（1）粉煤热解

将粒径≤6mm的粉煤在热解装置1中常压下500℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；

本实施例的热解装置1采用半焦热载体移动床快速热解炉；

（2）煤气提氢

将步骤（1）所得煤气送入制氢装置2中经转化、变换和变压吸附后，制得纯度大于99.9%的氢气，使其达到煤焦油加氢的要求；

（3）煤焦油加氢

将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器3中，300℃、13MPa、氢油体积比为1600：1，平均液体空速为2h^-1条件下反应，制得生成油；

（4）生成油分离

按照常规的分馏方法将生成油在分馏装置4中分馏，制得燃料油，即石脑油、柴油和加氢尾油。

为了降低工艺成本，节约资源，在步骤（4）之后还包括步骤（5），将步骤（4）所制取的加氢尾油通过管道输送至加氢反应器3中进行循环利用。

上述的粉煤原料的主要指标见表1，本实施例制取的煤焦油的主要性质见表2，石脑油的主要指标见表3，柴油馏分的主要指标见表4。

表1粉煤的主要指标

表2煤焦油的主要性质

表3石脑油主要指标

表4柴油馏分主要指标

由上述表2～4可以看出，本实施例所制取的煤焦油、石脑油和柴油质量高，符合中温煤焦油地方标准DB61/T385-2006、石脑油企业标准QSY_26-2009以及普通柴油标准GB252-2011的规定。

实施例2

本实施例中，步骤（1）将粒径≤6mm的粉煤在热解装置1中常压下490℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；步骤（3）将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器3中，280℃、12MPa、氢油体积比为1500：1，平均液体空速为1.2h^-1条件下反应，制得生成油；其他的步骤与实施例1相同，制得燃料油。

实施例3

本实施例中，步骤（1）将粒径≤6mm的粉煤在热解装置1中常压下550℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；步骤（3）将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器3中，350℃、14MPa、氢油体积比为1800：1，平均液体空速为4h^-1条件下反应，制得生成油；其他的步骤与实施例1相同，制得燃料油。

实施例4

本实施例中，步骤（1）将粒径≤6mm的粉煤在热解装置1中常压下510℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；步骤（3）将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器3中，230℃、13MPa、氢油体积比为1100：1，平均液体空速为0.28h^-1条件下反应，制得生成油；其他的步骤与实施例1相同，制得燃料油。

实施例5

本实施例中，步骤（1）将粒径≤6mm的粉煤在热解装置1中常压下520℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；步骤（3）将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器3中，410℃、10MPa、氢油体积比为2000：1，平均液体空速为5h^-1条件下反应，制得生成油；其他的步骤与实施例1相同，制得燃料油。

实施例6

上述实施例1～5中，所用热解装置1是灰热载体流化床热解炉，所用粉煤原料用褐煤或弱黏煤或不黏煤来替换，其他的步骤与相应实施例相同，制得燃料油。

Claims (5)

1.一种粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）粉煤热解

将粒径≤6mm的粉煤在热解装置中常压、490～550℃进行热解，制得半焦、煤焦油和煤气；

（2）煤气提氢

将步骤（1）所得煤气送入制氢装置中，制得纯度大于99.9%的氢气；

（3）煤焦油加氢

将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器中，230～410℃、10～14Mpa、氢油体积比为1100～2000：1，平均液体空速为0.28～5h^-1条件下反应，制得生成油；

（4）生成油分离

将生成油在分馏装置中分馏，制得燃料油；

上述燃料油为石脑油、柴油和加氢尾油。

2.根据权利要求1所述的粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，其特征在于：它还包括步骤（5），将步骤（4）的加氢尾油输送至加氢反应器中进行循环利用。

3.根据权利要求1所述的粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，其特征在于：在步骤（3）中，将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器中，280～350℃、12～14MPa、氢油体积比为1500～1800：1，平均液体空速为1.2～4h^-1条件下反应，制得生成油。

4.根据权利要求1所述的粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，其特征在于：在步骤（3）中，将步骤（1）所得煤焦油经脱渣后与步骤（2）所得氢气在加氢反应器中，300℃、13MPa、氢油体积比为1600：1，平均液体空速为2h^-1条件下反应，制得生成油。

5.根据权利要求1所述的粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，其特征在于：所述粉煤为褐煤、长焰煤、弱黏煤或不黏煤。

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