CN106336882A - 一种处理低阶煤的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种处理低阶煤的系统和方法。该系统包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元：热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；脱硫脱碳单元用于将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应。本发明能够充分的应用整个工艺流程中的酸性气体，还能够将煤热解、悬浮床加氢、油品精制所产生的酸性尾气统一处理，循环使用。

Description

一种处理低阶煤的系统和方法
技术领域
本发明属于煤处理技术领域，特别涉及一种处理低阶煤的系统和方法。
背景技术
煤炭分质利用被认为是煤炭清洁高效利用的有效途径，也是我国“十三五”煤化工重点发展的方向。煤炭的分质利用就是通过热解将煤炭中不同成分先分离出来，包括煤气、焦油和半焦等。煤焦油通过加氢可以生产出汽油、柴油，半焦通过热解变成低挥发分、低硫的清洁燃料，代替散烧煤减少对大气的污染。
煤炭分质利用“龙头”是煤的热解技术，要提取规模产量的焦油、煤气，煤分质利用需要规模化、大型化，单套煤热解装置规模越来越大型化，在低阶煤的分质利用过程中，快速热解一般处理粉煤原料，粉煤在热解炉中温度升高快，停留时间短，获得的煤焦油甲苯不溶物含量较高，主要是煤灰、煤粉等，且黏度较大、含重质组分多、热稳定性较差，属于重质、劣质焦油的范畴，这些缺点导致其深加工难度较大。
现有技术公开了一种煤热解焦油回收方法，该发明是将热解气与冷焦油在焦油回收塔中进行接触换热，使热解气中的焦油冷凝回收，一部分冷凝焦油经热量回收并经固液分离出粉尘后作为热解气的冷却介质，一部分循环回焦油回收塔底部，提高焦油在焦油回收塔底部的流速，防止粉尘沉积堵塞回收塔。该发明利用重质焦油作为冷却介质，部分重质焦油需要经固液分离脱除粉尘，重质焦油中的粉尘很难除去，获得一定量的难以利用的油泥，且重质焦油的后续深加工难度较大。此外，该方法中焦油回收塔上端装有填料，此段冷却温度低，热解气可能会携带少量重质焦油在此冷凝，长时间运行会堵塞冷却塔。
现有技术还公开了一种提高煤热解低温焦油品质的方法，该方法是将低温煤焦油或其蒸馏残渣加入原料煤中进行共热解，获取焦油和气态烃产物的制备方法。具体方法是将低温煤焦油或其蒸馏残渣与原料煤进行均匀混合，共同进入热解炉中共热解，获得液体产物、热解气、半焦，液体产物为油水混合物，经油水分离后得到低温煤焦油。该发明中低温煤焦油或其蒸馏残渣的粘度都较大，其与原料煤进行均匀混合的方式会使煤粉成块状或泥状，给原料筛分、破碎等处理带来困难。此外，热解油气采用水冷，会产生大量污水，同时热解油气热量也没有有效利用。
发明内容
本发明耦合了煤的快速热解、热解油气处理和该过程中产生的酸性尾气处理工艺。旨在提供一种以低阶粉煤快速热解为源头的，热解油气高效利用以及酸性气体合理回收处理的煤炭高效分级利用工艺，该工艺能够以低阶煤作为原料生产高品质提制煤，清洁液体燃料，并且能够回收处理热解过程及油气资源清洁化处理过程中的S、N等杂元素，做到环境友好，产出资源合理利用。
为实现上述目的，本发明提出了一种处理低阶煤的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元；其中，
所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、热解气体出口和油水分离后煤焦油出口，所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；
所述脱硫脱碳单元包括热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口，所述脱硫脱碳单元用于将热解气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；
所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口、硫磺回收溶液入口和预硫化剂出口，所述硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；
所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口，催化剂入口、预硫化剂入口、轻质油品产物出口和油气处理后尾气出口，所述热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处理；
所述热解气体出口和所述热解气体入口相连，所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连，所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连，所述脱硫脱碳后酸性气体出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连，所述预硫化剂出口所述预硫化剂入口相连。
具体地，所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连：
所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解；
所述分离器用于热解油气中气体、液体及固体杂质的分离；
所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却，得到热解气体进入所述脱硫脱碳单元，得到的油水混合物进入所述分流槽；
所述分流槽用于将冷却后的油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油进入所述热解油气处理单元。
进一步地，所述脱硫脱碳单元包括吸收塔和再生塔：
所述吸收塔用于将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进入所述再生塔；
所述再生塔对所述吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进行再生处理，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气进入所述硫磺回收单元。
具体地，所述硫磺回收单元包括硫磺回收装置和烘干器：
所述硫磺回收装置采用络合铁硫磺回收溶液，回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
所述烘干器用于将塔底排出的单质硫进行干燥，干燥后的单质硫作为预硫化剂进入所述热解油气处理单元。
进一步地，所述热解油气处理单元包括悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器和提氢装置：
所述悬浮床用于将预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理，得到的气体从塔顶排出进入所述提氢装置，得到的油品进入所述过滤器；
所述过滤器用于将预加氢处理后得到的油品进行过滤，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
所述固定床用于将来自所述过滤器的油品进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入所述气液分离器；
所述气液分离器用于将反应后的气液相产品进行分离，得到的液相作为轻质油品产物，得到的气体进入所述提氢装置；
所述提氢装置处理气体后得到的氢气进入所述悬浮床循环使用，得到的酸性气体进入所述脱硫脱碳单元。
本发明还提供一种处理低阶煤的方法，包括如下步骤：
A.热解：在所述热解单元先将低阶煤粉进行热解，然后将得到的热解油气进行过滤和冷却，得到热解气体和油水混合物，最后将所述油水混合物进行分离；
B.脱硫脱碳：在所述脱硫脱碳单元将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气和脱硫脱碳后酸性气体；
C.硫磺回收：在所述硫磺回收单元对所述脱硫脱碳后酸性气体进行硫化氢回收，所述硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；
D.热解油气处理：在所述热解油气处理单元进行预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，将所述油气处理后尾气输至所述脱硫脱碳单元继续处理。
进一步地，在所述步骤A中，先将低阶煤粉置于所述快速热解炉进行热解，热解之后得到的提制煤由炉底排出，热解后得到所述热解油气输至所述分离器对气相，液相和固相进行分离；
然后在所述冷却塔将过滤后的热解油气进行冷却，得到所述热解气体输至所述脱硫脱碳单元，得到的所述油水混合物输至所述分流槽；
最后在所述分流槽将冷却后的所述油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油输至所述热解油气处理单元。
优选地，将所述低阶粉煤的粒径控制在小于或等于3mm，所述快速热解炉控制在600～900℃，所述冷却塔塔底的温度控制在70～90℃。
具体地，在所述步骤B中，先在所述吸收塔将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，反应之后的产品气由塔顶排出，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液输至所述再生塔；
然后在所述再生塔对脱硫脱碳溶液进行再生处理，将再生之后的溶剂输至吸收塔循环使用，再生塔塔顶气输至所述硫磺回收单元。
进一步地，在所述步骤C中，先在所述硫磺回收装置以络合铁硫磺作为回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，所述硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
然后在所述烘干器将塔底排出的单质硫进行干燥，干燥后的单质硫作为预硫化剂输至所述热解油气处理单元。
进一步地，在所述步骤D中，先在所述悬浮床将预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理，将得到的气体从塔顶排出输至所述提氢装置，得到的油品输至所述过滤器进行过滤，过滤同时产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
然后在所述固定床对过滤后的油品进行加氢精制和加氢裂化反应，将反应之后的气液相产品输至所述气液分离器；
再然后在所述气液分离器对反应后的气液相产品进行分离，得到的液相即为轻质油品产物，得到的气体输至所述提氢装置；
最后在提氢装置对气体处理后，将得到的氢气输至所述悬浮床循环使用，得到的酸性气体输至所述脱硫脱碳单元进一步处理。
优选地，所述预硫化剂与所述催化剂的比例为1:10～30，所述催化剂占所述煤焦油质量的1～5％，所述氢气与所述煤焦油的体积比为800～2000:1。
本发明能够充分的应用整个工艺流程中的酸性气体，酸性气经络合铁脱硫溶液回收的硫饼，无需经过硫磺熔融处理，简单烘干之后含有部分铁离子的硫饼作为预硫化剂提供焦油悬浮床加氢反应催化剂的预硫化。此外，本发明能够将煤热解、悬浮床加氢、油品精制所产生的酸性尾气统一处理，循环使用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的低阶煤利用系统结构示意图。
图2是本发明的低阶煤利用工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明是粉煤通过快速热解炉进行提制处理，固体产物是产品提制煤，热解油气通过冷却，气相产品经电捕焦油装置处理之后进入净化系统，生产纯净的热解气进入下游处理工艺。热解焦油经过悬浮床进行初加氢处理，轻质组分进入固定床深度加工生产不同馏分的各种馏分燃料油。
本发明所述的低阶煤处理工艺，主要包括以下步骤：
(1)粉煤进入下行床热解炉，产生的热解油气经除尘器除去大颗粒机械杂质后进入急冷塔，在急冷塔中进行喷淋冷却，
(2)热解气进入净化系统进行净化处理，处理之后的热解其中H2S和CO2达到产品气要求，酸性气体进入硫磺回收单元，进行硫磺回收处理；
(3)冷却回收的煤焦油经过脱水处理之后进入悬浮床反应器，进行预加氢轻质化处理；
(4)处理之后的油品经过过滤处理之后进入，固定床加氢精制反应和加氢裂化反应装置，生产不同馏分的产品油；
(5)固定床加氢处理之后的气体经过提氢处理之后，酸性气体直接进入硫磺回收单元进行处理；
(6)硫磺回收单元回收的硫饼经过干燥之后作为预硫化剂返回悬浮床加氢装置循环使用。
如图2，本发明所述低阶煤利用过程包括以下设备单元和过程，设备单元包括：快速热解炉、分离器、冷却塔、吸收塔、再生塔、硫磺回收、烘干器、分流槽、悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器、提氢。详细过程如下：
低阶粉煤在下行床进行热解，热解油气混合物由下行床上端的排气口排出，经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤，由快速热解炉下部作为产品排出；
从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔，冷却塔中热解油气从冷却塔下端进入塔中，冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温，未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔，冷却之后的油水混合物由塔底流出；
热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合之后由有吸收塔下端进入，脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔，与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应，反应之后的产品气由塔顶排出，吸收了酸性气体的脱硫溶液进入再生塔；
吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液，进入再生塔，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气排出进入下一单元；
再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元，硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
由塔底排出的单质硫之后进入烘干器进行烘干，排出单质硫当中的水分，之后单质硫作为预硫化剂进入悬浮床加氢单元；
由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐，进行油水分离，分离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元；
预硫化剂、氢气、催化剂(矿粉)和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理，加氢之后的气体从悬浮床塔顶排出，经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元；
预加氢油产品经过过滤之后，液相产品进入固定床加氢单元，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入气液分离器，液相作为轻质油品产物，气体进入提氢装置，氢气可以循环使用，酸性气体进入吸收塔。
本发明利用络合铁硫磺回收处理单元，处理整个流程产生酸气中的H2S，并且处理酸气产生的中间产物硫饼能够作为预硫化剂进入悬浮床加氢单元循环使用，该预硫化剂不仅能够提供预硫化的功能，并且硫饼中携带的铁离子对悬浮床焦油加氢也有正面积极作用。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
本实施例提出了一种处理煤焦油的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元：
低阶粉煤粒径(≤3mm)，在下行床进行热解，下行床温度控制为700℃，热解油气混合物由下行床上端的排气口排出，经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤，由快速热解炉下部作为产品排出；
从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔，冷却塔中热解油气从冷却塔下端进入塔中，冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温，经降温处理后塔底的温度控制在80℃，未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔，冷却之后的油水混合物由塔底流出；
热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合之后由有吸收塔下端进入，脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔，与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应，反应之后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm，CO2≤2％，吸收了酸性气体的脱硫溶液进入再生塔；
吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液，进入再生塔，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气排出进入下一单元；
再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元，硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
由塔底排出的单质硫之后进入烘干器进行烘干，排出单质硫当中的水分，之后单质硫作为预硫化剂，预硫化剂与催化剂的比例为1:15进入悬浮床加氢单元；
由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐，进行油水分离，分离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元；
预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理，催化剂占焦油原料质量的3％，氢气与焦油的体积比为2000:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶排出，经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元；
预加氢油产品经过过滤之后，液相产品进入固定床加氢单元，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入气液分离器，液相作为轻质油品产物，气体进入提氢装置，氢气可以循环使用，酸性气体进入吸收塔。
实施例2
本实施例与上述实施例1所用系统一样，但工艺条件不同，如下所述：
低阶粉煤粒径(≤3mm)，在下行床进行热解，下行床温度控制为600℃，热解油气混合物由下行床上端的排气口排出，经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤，由快速热解炉下部作为产品排出；
从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔，冷却塔中热解油气从冷却塔下端进入塔中，冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温，经降温处理后塔底的温度控制在90℃，未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔，冷却之后的油水混合物由塔底流出；
热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合之后由有吸收塔下端进入，脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔，与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应，反应之后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm，CO2≤2％，吸收了酸性气体的脱硫溶液进入再生塔；
吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液，进入再生塔，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气排出进入下一单元；
再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元，硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
由塔底排出的单质硫之后进入烘干器进行烘干，排出单质硫当中的水分，之后单质硫作为预硫化剂，预硫化剂与催化剂的比例为1:20进入悬浮床加氢单元；
由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐，进行油水分离，分离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元；
预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理，催化剂占焦油原料质量的1％，氢气与焦油的体积比为1500:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶排出，经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元；
预加氢油产品经过过滤之后，液相产品进入固定床加氢单元，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入气液分离器，液相作为轻质油品产物，气体进入提氢装置，氢气可以循环使用，酸性气体进入吸收塔。
实施例3
本实施例与上述实施例1所用系统一样，但工艺条件不同，如下所述：
低阶粉煤粒径(≤3mm)，在下行床进行热解，下行床温度控制为900℃，热解油气混合物由下行床上端的排气口排出，经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤，由快速热解炉下部作为产品排出；
从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔，冷却塔中热解油气从冷却塔下端进入塔中，冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温，经降温处理后塔底的温度控制在90℃，未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔，冷却之后的油水混合物由塔底流出；
热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合之后由有吸收塔下端进入，脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔，与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应，反应之后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm，CO2≤2％，吸收了酸性气体的脱硫溶液进入再生塔；
吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液，进入再生塔，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气排出进入下一单元；
再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元，硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
由塔底排出的单质硫之后进入烘干器进行烘干，排出单质硫当中的水分，之后单质硫作为预硫化剂，预硫化剂与催化剂的比例为1:30进入悬浮床加氢单元；
由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐，进行油水分离，分离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元；
预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理，催化剂占焦油原料质量的5％，氢气与焦油的体积比为1000:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶排出，经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元；
预加氢油产品经过过滤之后，液相产品进入固定床加氢单元，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入气液分离器，液相作为轻质油品产物，气体进入提氢装置，氢气可以循环使用，酸性气体进入吸收塔。
实施例4
本实施例与上述实施例1所用系统一样，但工艺条件不同，如下所述：
低阶粉煤粒径(≤3mm)，在下行床进行热解，下行床温度控制为800℃，热解油气混合物由下行床上端的排气口排出，经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤，由快速热解炉下部作为产品排出；
从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔，冷却塔中热解油气从冷却塔下端进入塔中，冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温，经降温处理后塔底的温度控制在80℃，未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔，冷却之后的油水混合物由塔底流出；
热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合之后由有吸收塔下端进入，脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔，与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应，反应之后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm，CO2≤2％，吸收了酸性气体的脱硫溶液进入再生塔；
吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液，进入再生塔，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气排出进入下一单元；
再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元，硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
由塔底排出的单质硫之后进入烘干器进行烘干，排出单质硫当中的水分，之后单质硫作为预硫化剂，预硫化剂与催化剂的比例为1:10进入悬浮床加氢单元；
由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐，进行油水分离，分离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元；
预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理，催化剂占焦油原料质量的3％，氢气与焦油的体积比为800:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶排出，经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元；
预加氢油产品经过过滤之后，液相产品进入固定床加氢单元，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入气液分离器，液相作为轻质油品产物，气体进入提氢装置，氢气可以循环使用，酸性气体进入吸收塔。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
本发明公开的内容论及的是示例性实施例，在不脱离权利要求书界定的保护范围的情况下，可以对本申请的各个实施例进行各种改变和修改。因此，所描述的实施例旨在涵盖落在所附权利要求书的保护范围内的所有此类改变、修改和变形。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分使用。

Claims (10)

1.一种处理低阶煤的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元；其中，
所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、热解气体出口和油水分离后煤焦油出口，所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；
所述脱硫脱碳单元包括热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口，所述脱硫脱碳单元用于将热解气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；
所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口、硫磺回收溶液入口和预硫化剂出口，所述硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；
所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口，催化剂入口、预硫化剂入口、轻质油品产物出口和油气处理后尾气出口，所述热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处理；
所述热解气体出口和所述热解气体入口相连，所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连，所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连，所述脱硫脱碳后酸性气体出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连，所述预硫化剂出口所述预硫化剂入口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连：
所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解；
所述分离器用于热解油气中气体、液体及固体杂质的分离；
所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却，得到热解气体进入所述脱硫脱碳单元，得到的油水混合物进入所述分流槽；
所述分流槽用于将冷却后的油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油进入所述热解油气处理单元。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述脱硫脱碳单元包括吸收塔和再生塔：
所述吸收塔用于将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进入所述再生塔；
所述再生塔对所述吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进行再生处理，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气进入所述硫磺回收单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述硫磺回收单元包括硫磺回收装置和烘干器：
所述硫磺回收装置采用络合铁硫磺回收溶液，回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
所述烘干器用于将塔底排出的单质硫进行干燥，干燥后的单质硫作为预硫化剂进入所述热解油气处理单元。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述热解油气处理单元包括悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器和提氢装置：
所述悬浮床用于将预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理，得到的气体从塔顶排出进入所述提氢装置，得到的油品进入所述过滤器；
所述过滤器用于将预加氢处理后得到的油品进行过滤，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
所述固定床用于将来自所述过滤器的油品进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入所述气液分离器；
所述气液分离器用于将反应后的气液相产品进行分离，得到的液相作为轻质油品产物，得到的气体进入所述提氢装置；
所述提氢装置处理气体后得到的氢气进入所述悬浮床循环使用，得到的酸性气体进入所述脱硫脱碳单元。
6.一种用权利要求1所述系统处理低阶煤的方法，其特征在于，包括步骤：
A.热解：在所述热解单元先将低阶煤粉进行热解，然后将得到的热解油气进行过滤和冷却，得到热解气体和油水混合物，最后将所述油水混合物进行分离；
B.脱硫脱碳：在所述脱硫脱碳单元将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气和脱硫脱碳后酸性气体；
C.硫磺回收：在所述硫磺回收单元对所述脱硫脱碳后酸性气体进行硫化氢回收，所述硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；
D.热解油气处理：在所述热解油气处理单元进行预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，将所述油气处理后尾气输至所述脱硫脱碳单元继续处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在所述步骤A中，先将低阶煤粉置于所述快速热解炉进行热解，热解之后得到的提制煤由炉底排出，热解后得到所述热解油气输至所述分离器对气相，液相和固相进行分离；
然后在所述冷却塔将过滤后的热解油气进行冷却，得到所述热解气体输至所述脱硫脱碳单元，得到的所述油水混合物输至所述分流槽；
最后在所述分流槽将冷却后的所述油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油输至所述热解油气处理单元；
将所述低阶粉煤的粒径控制在小于或等于3mm，所述快速热解炉控制在600～900℃，所述冷却塔塔底的温度控制在70～90℃。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在所述步骤B中，先在所述吸收塔将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，反应之后的产品气由塔顶排出，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液输至所述再生塔；
然后在所述再生塔对脱硫脱碳溶液进行再生处理，将再生之后的溶剂输至吸收塔循环使用，再生塔塔顶气输至所述硫磺回收单元。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在所述步骤C中，先在所述硫磺回收装置以络合铁硫磺作为回收溶液，利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢，所述硫化氢转变为单质硫由塔底排出；
然后在所述烘干器将塔底排出的单质硫进行干燥，干燥后的单质硫作为预硫化剂输至所述热解油气处理单元。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
在所述步骤D中，先在所述悬浮床将预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理，将得到的气体从塔顶排出输至所述提氢装置，得到的油品输至所述过滤器进行过滤，过滤同时产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；
然后在所述固定床对过滤后的油品进行加氢精制和加氢裂化反应，将反应之后的气液相产品输至所述气液分离器；
再然后在所述气液分离器对反应后的气液相产品进行分离，得到的液相即为轻质油品产物，得到的气体输至所述提氢装置；
最后在提氢装置对气体处理后，将得到的氢气输至所述悬浮床循环使用，得到的酸性气体输至所述脱硫脱碳单元进一步处理；
所述预硫化剂与所述催化剂的比例为1:10～30，所述催化剂占所述煤焦油质量的1～5％，所述氢气与所述煤焦油的体积比为800～2000:1。
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