CN203159534U

CN203159534U - 一种全方位煤炭分质利用多联产的系统

Info

Publication number: CN203159534U
Application number: CN2013201555802U
Authority: CN
Inventors: 尚建选; 徐婕; 郑化安; 闵小建; 张生军; 李鑫; 侯文杰; 杨小彦; 张栋博; 赵奕程; 马勇; 贾培军
Original assignee: Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Coal and Chemical Technology Institute Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-03-29

Abstract

本实用新型提供了一种全方位煤炭分质利用多联产的系统，备煤系统分别与块煤热解系统和粒煤热解系统相连；气化系统以空气为输入，以粒煤热解系统产生的半焦为原料，产生的气化煤气作为块煤热解系统的热载体；块煤热解系统产生的块煤热解油气作为粒煤热解系统的热载体，产生的块焦一部分作为冶金焦输出，一部分块焦作为制电石的原料；粒煤热解系统产生的热解煤气进入粗煤气处理系统，产生的热解焦油用于加氢提质，产生的半焦分别作为发电用半焦和气化用半焦；粗煤气处理系统以粒煤热解系统产生的热解煤气为原料，产生的回收余热用于发电系统中的余热锅炉，产生的二氧化碳进入二氧化碳驱替煤气瓦斯系统。

Description

一种全方位煤炭分质利用多联产的系统

技术领域

本实用新型涉及煤化工技术领域，尤其涉及以全粒径煤为原料从而实现油、气、化、电多联产的领域。

背景技术

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，从我国的能源资源和经济发展水平看，在相当长的时间内，煤炭仍将是我国最主要的能源，但是煤炭的直接利用除了煤炭利用效率低外还存在一系列污染问题。

以热解技术为龙头的分质清洁转化技术与其他煤燃烧发电、煤液化、煤气化及气化下游等方向相比，在投资强度、技术经济性、能源转化效率等方面均具有明显的优势，是煤炭综合利用的最优途径。目前煤炭的高效清洁热解工艺根据原料粒径不同分为块煤热解和粉煤热解工艺。

在针对以粉煤为原料的热解过程中，存在产生粉尘粒度小，含量高，热解粉焦和热解油气高温气固分离效果不理想等问题，最终导致煤焦油中灰分含量高，质量较差，无法达到煤焦油进一步深加工的质量指标；而以块煤为原料的热解工艺对原料粒径要求高，无法适用于现有开采情况下产生的大量粉煤。

同时，目前以煤炭为原料的多联产技术多以单一煤气化或者煤热解技术为气头。以单一煤气化为气头的技术单纯依靠CO变换反应调整粗煤气中的碳氢比以满足后续部分的需求，从而增加了系统和技术的复杂性，并增加了CO₂排放。而单一以煤热解技术为气头的热解技术过程中产生的大量半焦的合理利用成为制约煤热解规模发展的主要因素。

实用新型内容

为了解决煤炭利用率低，单一煤气化或煤热解气头多联产可调性差、特定热解系统煤种适用性弱及粉煤热解的油气高温分离不理想等问题，本实用新型提供了一种全方位煤炭分质利用多联产的系统。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种全方位煤炭分质利用多联产的系统，备煤系统、块煤热解系统、粒煤热解系统、粗煤气处理系统，以及气化系统；其中，备煤系统的出口分别与块煤热解系统和粒煤热解系统相连；气化系统的原料进口与粒煤热解系统的半焦出口相连，气化系统的出口与块煤热解系统的热载体进口相连；块煤热解系统的块煤热解油气出口与粒煤热解系统的进口相连，块煤热解系统的块焦出口与电石工业系统的进口相连；粒煤热解系统的粒煤热解煤气出口与粗煤气处理系统的进口相连，块煤热解焦油出口与加氢精制油系统的进口相连，半焦出口分别与发电系统和气化系统的进口相连。

所述系统进一步包括氢气回收系统，氢气回收系统的原料入口与粗煤气处理系统的净化煤气出口相连，氢气回收系统的氢气出口分别与加氢精制油系统的氢源进口以及化学品合成系统的氢源进口相连，氢气回收系统的脱氢煤气出口分别与发电系统和化学品合成系统进口相连。

所述系统进一步包括有加氢精制油系统，该加氢精制油系统原料进口与粒煤热解系统的粒煤热解焦油出口相连，氢源进口与氢气回收系统的氢气出口相连，加氢精制油系统的出口化学品合成系统的石脑油进口相连。

所述化学品合成系统的氢气进口与氢气回收系统的氢气出口相连，化学品合成系统的合成气进口与氢气回收系统的脱氢煤气出口相连，化学品合成系统的PTA出口与电石工业系统的进口相连。

所述粒煤热解系统包括粒煤热解炉、分离器，以及冷凝器，其中，所述粒煤热解炉的进口与备煤系统的出口和块煤热解系统的出口相连，粒煤热解炉的粒煤热解油气出口与分离器的进口相连，所述粒煤热解炉的半焦粒出口和分离器的半焦末出口合并为半焦半焦与气化系统的原料进口和发电系统的原料进口相连，所述分离器的脱尘油气出口与冷凝器的进口相连。

所述粗煤气处理系统包括变换单元、脱酸性气体装置，以及硫回收装置，其中，变换单元的入口与冷凝器的热解煤气出口的一个支路相连；所述变换单元的出口与冷凝器出口的热解煤气出口的另一个支路合并成混合煤气后与脱酸性气装置的进口相连，所述脱酸性气装置的出口与硫回收装置的进口相连。

所述化学品合成系统包括甲醇-石脑油重整装置、氧化装置、乙二醇合成装置，以及PET合成装置；乙二醇合成装置的进口与氢气回收系统的氢气和脱氢煤气出口相连用于合成MEG，所述甲醇-石脑油重整装置的进口分别与粗煤气处理系统的净化煤气出口和加氢精制系统的石脑油出口相连用于产生PX，所述甲醇-石脑油重整装置的出口与氧化装置的入口相连，所述PET合成装置的入口分别与氧化装置的出口和乙二醇合成装置的出口相连。

所述系统进一步包括有发电系统，所述发电系统包括燃气汽轮机、余热锅炉、粉煤锅炉，以及蒸汽汽轮机，所述燃气汽轮机的进口与氢气回收系统的脱氢煤气出口相连，所述燃气汽轮机的出口与余热锅炉的进口相连，所述余热锅炉的进口与粒煤热解系统的余热回收出口相连，所述余热锅炉的出口和粉煤锅炉的出口与蒸汽汽轮机的入口相连，所述粉煤锅炉的进口与粒煤热解系统的半焦出口相连。

与现有技术相比，本实用新型全方位煤炭分质利用多联产的系统至少具有以下优点：

1.原料适用性强：在本实用新型中以全粒径煤炭作为原料。

2.热量自平衡：在本实用新型中采用气化煤气及热解煤气作为热解过程的热载体，可实现体现中的热量平衡。

3.气体自净化功能：在本实用新型块煤热解炉兼顾颗粒床分离器的作用可对气化煤气和热解煤气起到除尘的作用，有效改善粉煤热解的高温气固分离问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体工艺系统示意图；

图2为图1的细化工艺组成示意图。

图1中，A备煤系统 B块煤热解系统 C粒煤热解系统 D粗煤气处理系统E合成天然气系统 F费托合成系统 G二氧化碳驱替煤层瓦斯系统 H化学品合成系统 I加氢精制油系统 J H₂回收系统 K发电系统 L电石工业系统 M气化系统 101原料煤 107块煤热解油气 110热解煤气 112块焦 113冶金焦114二氧化碳 116回收余热 117热解焦油 118半焦 119气化用半焦 120发电用半焦 121气化煤气 123电石用焦 124空气 126硫 127制氢煤气 130烷基化用合成气 131费托合成用合成气 132制天然气用合成气 133氢气 134产品氢气 135脱氢煤气 136油品提质用氢 143石灰 148产品乙炔 149甲醛 151产品BDO 153外输电能 154产品PBT 155加氢成品油 156石脑油159产品PX 160制PBT用PTA 161PTA 162产品PTA 164产品PET 166费托成品油 168产品甲烷 173发电用煤气 174制MEG用煤气 175制MEG用氢 176产品乙二醇 178发电二氧化碳 179粒煤 180块煤 181煤层中甲烷184净化煤气

图2中，A备煤系统 B块煤热解系统 C粒煤热解系统 D粗煤气处理系统E合成天然气系统 F费托合成系统 G二氧化碳驱替煤层瓦斯系统 H化学品合成系统 I加氢精制油系统 J H₂回收系统 K发电系统 L电石工业系统 M气化系统 01选煤设备 02型煤设备 03空气分离装置 04气化炉 05粒煤热解炉 06块煤热解炉 07分离器 08冷凝器 09变换单元 10脱酸性气装置 11硫回收装置 12变压吸附塔 13加氢精制反应器 14分离塔 15合成天然气装置 16甲醇-石脑油重整装置 17精馏塔 18燃气汽轮机 19余热锅炉 20粉煤锅炉 21蒸汽汽轮机 22电石炉 23冷却塔 24乙炔发生器 25费托合成塔26油水分离器 27PET合成装置 28氧化装置 29清净塔 30BDO合成装置31PBT合成塔 32二氧化碳驱替煤层瓦斯单元 33乙二醇合成装置 101原料煤 102原料粒煤 103原料块煤 104原料粉煤 105成型粒煤 106成型块煤 107块煤热解油气 108粒煤热解油气 109脱尘油气 110热解煤气 111混合煤气112块焦 113冶金焦 114二氧化碳 115脱酸煤气 116回收余热 117热解焦油 118半焦 119气化用半焦 120发电用半焦 121气化煤气 122氧气 123电石用焦 124空气 125氮气 126硫 127制氢煤气 128乙二醇 129制PET用乙二醇 130烷基化用合成气 131费托合成用合成气 132制天然气用合成气 133氢气 134产品氢气 135脱氢煤气 136油品提质用氢 137加氢合成油138净化后加氢合成油 139燃气烟气 140过热蒸汽 141燃煤过热蒸汽 142电石 143石灰 144冷却电石 145乙炔 146净化乙炔 147制BDO用乙炔148产品乙炔 149甲醛 150制PBT用BDO 151产品BDO 152BDO 153外输电能 154产品PBT 155加氢成品油 156石脑油 157PX 158制PTA用PX 159产品PX 160制PBT用PTA 161PTA 162产品PTA 163制PET用PTA 164产品PET 165费托合成油 166费托成品油 167燃气电能 168产品甲烷 169半焦末 170旁路煤气 171变换煤气 172变换后煤气 173发电用煤气 174制MEG用煤气 175制MEG用氢 176产品乙二醇 177蒸汽电能 178发电二氧化碳 179粒煤 180块煤 181煤层中甲烷 182燃气二氧化碳 183燃煤二氧化碳 184净化煤气。

具体实施方式

本实用新型所述系统整体组成结构如图1所示：

备煤系统A以原料煤101为原料，设有粒煤179和块煤180两个出口，块煤180出口与块煤热解系统B的原料进口相连接，粒煤179出口与粒煤热解系统C的原料进口相连接。

块煤热解系统B的热载体由气化系统M中产生的气化煤气121提供，块煤热解系统B设有块煤热解油气107出口和块焦112出口，块煤热解油气107出口与粒煤热解系统C的热载体进口相连接，块煤热解系统B的块焦112出口分为两路，一路直接作为冶金焦113输出，一路作为电石用焦123支路与电石工业系统L的制电石原料进口相连接。

粒煤热解系统C设有热解煤气110出口、热解焦油117出口和半焦118出口，半焦118出口分为发电用半焦120和气化用半焦119两路，分别与发电系统K原料进口和气化系统M原料进口相连接，粒煤热解系统C的热解焦油117出口与加氢精制油系统I进口相连接，热解煤气110出口与粗煤气处理系统D进口相连接。

粗煤气处理系统D设有硫126出口、二氧化碳114出口、回收余热116出口和净化煤气184出口，硫126作为产品直接输出，回收余热116输入发电系统K中，二氧化碳114出口与二氧化碳驱替煤层瓦斯系统G二氧化碳进口相连接，经粗煤气处理系统D脱酸脱硫的净化煤气184出口分为四路分别与合成天然气系统E、费托合成系统F、化学品合成系统H和H₂回收系统J的合成气进口相连接。

粗煤气处理系统D的净化煤气184出口的制天然气用合成气132支路与合成天然气E的进口相连接，合成天然气系统E设有甲烷168出口；粗煤气处理系统D的净化煤气184出口的费托合成用合成气131支路与费托合成系统F的进口相连接，且费托合成系统F设有费托合成油166出口。

粗煤气处理系统D的净化煤气184出口的制氢煤气127支路与H₂回收系统J的进口相连接，H₂回收系统J设有氢气133出口和脱氢煤气135出口，H₂133出口分为三路，一路为油品提质用氢136支路与加氢精制油系统I氢源进口连接，一路为制MEG用氢175与化学品合成系统H的制MEG的氢源进口连接，一路为产品H₂134直接输出，H₂回收系统J的脱氢煤气135出口分为两路，一路为发电用煤气173支路与发电系统的燃气进口相连接，另一部为制MEG用煤气174支路与化学品合成系统H的制MEG的碳源进口相连接。

粗煤气处理系统D的净化煤气184出口的烷基化用合成气130支路与化学品合成系统H的进口相连接，化学品合成系统H设有产品PX159出口、产品PET164出口、PTA161出口和产品MEG176出口，其中PTA161出口设有两个支路，一路为产品PTA162输出支路，一路为制PBT用PTA160支路与电石工业系统L的制PBT原料进口连接；加氢精制油系统I设有加氢成品油155出口和石脑油156出口，石脑油156出口与化学品合成系统H石脑油进口相连通；电石工业系统L设有产品乙炔148出口、产品BDO151出口和产品PBT154出口。

发电系统K设有外输电能153和发电二氧化碳178出口，发电二氧化碳178出口与二氧化碳驱替煤层瓦斯系统G的进口相连接；二氧化碳驱替煤层瓦斯系统G设有煤层中甲烷181出口。

图1所示方案的具体工艺路线如下所述：

原料煤101送入备煤系统A中经过筛选和处理将（6-20mm）的粒煤179和（>20mm）的块煤180分别送入粒煤热解系统C和块煤热解系统B中；

在粒煤热解系统C中，以块煤热解系统B提供的块煤热解油气107为热载体，粒煤179在500-800℃时发生热解反应，经过热解及分离工艺得到热解煤气110、热解焦油117和半焦118，热解煤气110（V/V%，CO 47.14%，H₂ 34.35%，CO₂ 17.6%，CH₄ 0.117%，等）送入粗煤气处理系统Ｄ中进行后续处理，热解焦油117送入加氢精制油系统I中进行加氢提质，半焦118分为两部分，一部分作为发电用半焦120送入发电系统K中，另一部分作为气化用半焦119送入气化系统M中；

在气化系统M中，气化用半焦119在1300℃的高温条件下发生气化反应生成的气化煤气121（V/V%，H₂ 21.90%，CH₄ 39.91%，CO 19.89%，CO₂ 13.71%，等）通入块煤热解系统B中作为块煤热解热载体；

块煤180在块煤热解系统B中500-800℃条件下发生热解反应，生成的块煤热解油气107作为热载体通入粒煤热解系统Ｃ中，热解产物块焦112分为两部分，一部分作为产品冶金焦113直接外供，另一部分作为电石用焦123送入电石工业系统L中；

热解煤气110在粗煤气处理系统D中，经过转化、脱酸、脱硫等步骤得到硫126、二氧化碳114、净化煤气184和回收余热116，硫126作为产品直接输出，二氧化碳114送入二氧化碳驱替煤层瓦斯系统Ｇ中驱替煤层中瓦斯，回收余热116送入发电系统K中，净化煤气184则分为制天然气用合成气132、费托合成用合成气131、烷基化用合成气130和制氢煤气127四部分；

制天然气合成气132送入合成天然气系统E中转化为甲烷排出；费托合成用合成气131送入费托合成系统Ｆ中经过合成、净化、分离等过程制得产品费托合成油166；

制氢煤气127送入H₂回收系统J中分离得到氢气133和脱氢煤气135，氢气133分为三部分，一部分作为产品氢气134直接输出，一部分作为油品提质用氢136送入加氢精制油系统I中，一部分作为制MEG用氢175送入化学品合成系统H中，脱氢煤气135分为两部分，一部分作为发电用煤气173送入发电系统K中，另一部分作为制MEG用煤气174送入化学品合成系统H中；

热解焦油117和油品提质用氢136在加氢精制油系统I进行油品提质，分离等过程得到加氢成品油155和石脑油156，加氢成品油155作为产品直接输出，石脑油156送入化学品合成系统H中；

在化学品合成系统H中，制MEG用氢175和制MEG用煤气174制得MEG，烷基化用合成气130和石脑油156制得PX，PX经过氧化得PTA，PTA和MEG制得PET，PTA161分别两部分，一部为产品PTA162直接输出，另一部分制PBT用PTA160送入电石工业系统L中，其余的产品PX159、产品PET164、产品MEG176直接输出；

在电石工业系统L中，以电石用焦123和石灰143为原料制备电石、以电石为原料制备乙炔，乙炔和甲醛149合成BDO，BDO和制PBT用PTA160反应得到PBT，可得到产品乙炔148、产品BDO151和产品PBT154外供；

在发电系统K中将燃料发电用半焦120、发电用煤气173以及回收余热116均转化成外输电能153，并产生发电二氧化碳178，发电二氧化碳178送入二氧化碳驱替煤层瓦斯系统G中；

二氧化碳114和发电二氧化碳178在二氧化碳驱替煤层瓦斯系统G中驱替出煤层中瓦斯得到煤层中甲烷181，与合成天然气系统E得到的甲烷一同作为产品甲烷168外供。

下面结合图2对本实用新型的图1进行细化描述，虚线框划分了每一系统中的具体设备，对本实用新型作进一步详细说明：

附图2中各系统的具体组成结构关系如下所述：

备煤系统A包括选煤设备01和型煤设备02；块煤热解系统B包括块煤热解炉06；粒煤热解系统C由粒煤热解炉05、分离器07及冷凝器08组成；粗煤气处理系统D由变换单元09、脱酸性气装置10和硫回收装置11组成；合成天然气系统E由合成天然气装置15构成；费托合成系统F包括费托合成塔25和油水分离器26；二氧化碳驱替煤层瓦斯系统G由二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32组成，化学品合成系统H包括甲醇-石脑油重整装置16、氧化装置28、乙二醇合成设备33及PET合成装置27；加氢精制油系统I由加氢精制反应器13、分离塔14和精馏塔17组成；H₂回收系统J由变压系统塔12组成；发电系统K由燃气汽轮机18、余热锅炉19、粉煤锅炉20、蒸汽汽轮机21组成；电石工业系统L包括电石炉22、冷却塔23、乙炔发生器24、清净塔29、BDO合成装置30及PBT合成塔31；气化系统M由空气分离装置03和气化炉04组成。

下面对图2中各系统中设备之间的连接关系作进一步详细说明。

备煤系统A包括选煤设备01以及与选煤设备01粉煤出口相连接的型煤设备02，选煤设备01及型煤设备02均设有粒煤出口和块煤出口。

块煤热解系统B包括：与备煤系统A的选煤设备01及型煤设备02的块煤出口相连接的块煤热解炉06，块煤热解炉06的热载体进口与气化系统M中气化炉04的气化煤气出口相连通，块煤热解炉06设有块煤热解油气出口和块焦出口，块焦出口分为两路，一路为冶金焦直接输出，一路为电石用焦支路。

粒煤热解系统C包括原料进口与备煤系统A的选煤设备01及型煤设备02的粒煤出口相连接，热载体进口与块煤热解系统B的块煤热解油气出口相连通的粒煤热解炉05，粒煤热解炉05设有粒煤热解油气出口和半焦粒出口，其中粒煤热解油气出口与分离器07气体入口相连通，分离器07设有半焦末出口及脱尘油气出口，脱尘油气出口与冷凝塔08的进口相连通，冷凝塔08开设有热解煤气出口、回收余热出口和热解焦油出口，粒煤热解炉05的半焦粒出口和分离器07的半焦末出口合并为半焦再分为气化用半焦和发电用半焦两路。

粗煤气处理系统D包括与粒煤热解系统C冷凝塔08的热解煤气出口的变换煤气管支路连接的变换单元09以及与变换单元09变换后煤气及粒煤热解系统C冷凝塔08的热解煤气出口另一支路旁路煤气混合后的混合煤气管道相连通的脱酸性气装置10，脱酸性气装置10设有二氧化碳出口和脱酸煤气出口，脱酸煤气出口与硫回收装置11相连通，硫回收装置11设有硫出口和净化煤气出口，净化煤气出口分为四个支路，分别为制氢煤气支路、烷基化用合成气支路、费托合成用合成气支路及制天然气用合成气支路。

合成天然气系统E为与粗煤气处理系统D中硫回收装置11的制天然气用合成气支路相连通的合成天然气装置15，合成天然气装置15设有甲烷出口。

费托合成系统F包括与粗煤气处理系统D中硫回收装置11的费托合成用合成气支路相连通的费托合成塔25以及与费托合成塔25费托合成油出口相连通的油水分离器26，油水分离器26设有费托成品油出口。

二氧化碳驱替煤气瓦斯系统G为与粗煤气处理系统Ｄ中脱酸性气装置10的二氧化碳出口以及与发电系统K的发电二氧化碳出口相连接的二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32，二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32设有煤层中甲烷出口。

化学品合成系统H包括与粗煤气处理系统D中硫回收装置11的烷基化用合成气支路以及与加氢精制油系统I中精馏塔17石脑油出口相连通的甲醇-石脑油重整装置16和乙二醇合成装置33，乙二醇合成装置33的氢源进口与H₂回收系统J中变压吸附塔12氢气出口的制MEG用氢支路相连通，乙二醇合成装置33的碳源进口与H₂回收系统J中变压吸附塔12脱氢煤气出口的制MEG用煤气支路相连通，且乙二醇合成装置33设有乙二醇出口，乙二醇出口分为两路，一路为产品乙二醇直接输出，一路为制PET用乙二醇支路，甲醇-石脑油重整装置16的PX出口分为两路，一支路为输出产品PX管道，另一支路为制PTA用PX管道与氧化装置28相连通，氧化装置28设有PTA出口，PTA出口分为三路，一路直接输出产品PTA，一路为制PBT用PTA支路与电石工业系统K中的PBT合成塔31相连通，一路为制PET用PTA支路与PET合成装置27相连通，PET合成装置27设有PET出口。

加氢精制油系统I包括与粒煤热解系统C中冷凝塔08热解焦油出口相连接，且与H₂回收系统J中变压吸附塔12氢气出口的油品提质用氢支路相连通的加氢精制反应器13，加氢精制反应器13的加氢合成油出口与分离塔14进口相连接，分离塔14的净化后加氢合成油出口与精馏塔17进口相连通，精馏塔17设有顶部的石脑油出口和底部的加氢成品油出口。

H₂回收系统J为与粗煤气处理系统D中硫回收装置11的制氢煤气出口相连通的变压吸附塔12，变压吸附塔12设有氢气出口和脱氢煤气出口，氢气出口分为三路，一路为产品氢气直接输出管道，一路为油品提质用氢支路，一路为制MEG用氢支路，脱氢煤气出口分为两路，一路为发电用煤气支路，另一路为制MEG用氢支路。

发电系统K包括与H₂回收系统J中变压吸附塔12的脱氢煤气出口的发电用煤气支路相连通的燃气汽轮机18以及与粒煤热解系统Ｃ的发电用半焦相连通的粉煤锅炉20，燃气汽轮机18设有燃气二氧化碳出口、燃气电能出口及燃气烟气出口，燃气烟气出口与余热锅炉19相连通，且余热锅炉19与粒煤热解系统C中的冷凝塔08的回收余热出口相连接，余热锅炉19的过热蒸汽出口及粉煤锅炉20的燃煤过热蒸汽出口与蒸汽汽轮机21相连接，蒸汽汽轮机21设有蒸汽电能出口。

电石工业系统L包括与块煤热解系统B中块煤热解炉06的块焦出口的电石用焦支路相连通的电石炉22和与化学品合成系统H中氧化装置28的PTA出口的制PBT用PTA支路相连通的PBT合成塔31，电石炉22的电石出口与冷却塔23的进口相连接，冷却塔23的冷却电石出口与乙炔发生器24的进口相连接，乙炔发生器24的乙炔出口与清净塔29的进口相连接，清净塔29的净化乙炔出口分为两路，一路为产品乙炔直接输出，一路为制BDO用乙炔支路，制BDO用乙炔支路与BDO合成装置30相连通，BDO合成装置30设有BDO出口，BDO出口分为两路，一路为产品BDO直接输出，另一路为制PBT用BDO支路，制PBT用BDO支路与PBT合成塔31相连接，PBT合成塔31设有PBT出口。

气化系统M包括空气分离装置03及与空气分离装置03氧气出口相连通的气化炉04，且气化炉04的原料进口与粒煤热解系统C中的半焦粒和半焦末合并半焦出口的气化用半焦支路相连通，气化炉04设有气化煤气出口。

下面详细描述图2所示方案的具体工艺路线：

原料煤101经过选煤设备01可筛分为原料粉煤104（0-6mm）、原料粒煤102（6-20mm）和原料块煤103（>20mm），原料粉煤104送入型煤设备02中再成型为（6-20mm）的成型粒煤105和大于20mm的成型块煤106，成型粒煤105和原料粒煤102合并为粒煤179送入粒煤热解炉05在500-800℃下进行热解，成型块煤106和原料块煤103合并为块煤180送入块煤热解炉06在500-800℃下进行块煤热解。

粒煤热解炉05生产粒煤热解油气108和半焦粒，煤热解油气108通入分离器07得到脱尘油气109和半焦末169，半焦末169和半焦粒混合为半焦118后分为两部分，一部分为气化用半焦119送入气化炉04与空气分离装置03制得的氧气122一同在气化炉04中在1300℃的高温条件下发生气化反应生成气化煤气121（V/V%，H2 21.90%，CH4 39.91%，CO 19.89%，CO2 13.71%，等），并以热载体的形式通入块煤热解炉06中，另一部分半焦作为发电用半焦120送入粉煤锅炉20中作为燃料，分离器07中得到的脱尘油气109通入冷凝器08得到热解煤气110（V/V%，CO 47.14%，H2 34.35%，CO2 17.6%，CH4 0.117%，等）、热解焦油117和回收余热116，并将热解焦油117通入加氢精制反应器13中进行加氢提质，回收余热116通入余热锅炉19中作为发电热源；

块煤热解炉06中的块煤热解反应生成块煤热解油气107及块焦112，块煤热解油气107作为热载体通入粒煤热解炉05中，块焦112一部分作为冶金焦113外供，一部分为电石用焦123送入电石炉22；

热解煤气110分为两路一路为旁路煤气170，另一路为变换煤气171，变换煤气171通入变化单元09转化为变换后煤气172，并与旁路煤气170混合为混合煤气111，混合煤气111再依次在脱酸性气装置10中分离出二氧化碳114，硫回收装置11中分离出硫126得到净化煤气184，二氧化碳114和发电二氧化碳178均通入二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32中得到煤层中甲烷181，硫126作为产品直接输出；

净化煤气184根据不同的用途分为四路，制氢煤气127、烷基化用合成气130、费托合成用合成气131及制天然气用合成气132；

制氢煤气127通入变压吸附塔12制得氢气133和脱氢煤气135，氢气133分为三路，一部分氢气作为制MEG用氢175通入乙二醇合成装置33作为氢源，一部分作为产品氢气134输出外用，另一部分氢气作为油品提质用氢136通入加氢精制反应器13与热解焦油117发生加氢反应制得加氢合成油137并依次通入分离塔14和精馏塔17制得石脑油156和加氢成品油155，石脑油156通入甲醇-石脑油重整装置16进行重整反应；变压吸附塔12排出的脱氢煤气135分为两部分，一部分作为发电用煤气173通入燃气汽轮机18生产燃气电能167，另一部分作为制MEG用煤气174通入乙二醇合成装置33与制MEG用氢175合成制得乙二醇128，乙二醇128一部分直接作为产品乙二醇176输出，另一部分作为制PET用MEG129送入PET合成装置27中；

烷基化用合成气130通入甲醇-石脑油重整装置16与石脑油156发生反应生成对二甲苯（PX）157，PX分为两部分，一部分作为产品PX159外供，另一部分为制PTA用PX158经过氧化装置28氧化得对苯二甲酸（PTA）161，PTA下游分为三个途径，其一作为产品PTA162直接输出，其二作为制PBT用PTA160通入PBT合成塔31中，其三作为制PET用PTA163通入PET合成装置27并与制PET用MEG129合成制得产品PET164；

费托合成用合成气131通入费托合成塔25制得费托合成油165并经过油水分离器26得到费托成品油166；制天然气用合成气132通入合成天然气装置15合成甲烷气体并与二氧化碳驱替所得的煤层中甲烷181一并作为产品甲烷168输出；

通入电石炉22的电石用焦123和外供石灰143在电石炉22中生产的电石142并依次通入冷却塔23、乙炔发生器24和清净塔29得到净化乙炔146，一部分乙炔作为产品乙炔148输出，另一部分作为制BDO用乙炔147通入BDO合成装置30并通入甲醛149合成得1,4-丁二醇（BDO）152，且BDO分为两路，一部分产品BDO151外供，一部分作为合成PBT用BDO150通入PBT合成塔31，与制PBT用PTA合成得产品聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）154；

发电用煤气173通入燃气汽轮机18生产燃气电能167，并排出燃气烟气139，燃气烟气139和在冷凝塔08中得到的回收余热116一起通入余热锅炉19产生过热蒸汽140并通入蒸汽汽轮机21，发电用半焦120在粉煤锅炉20中燃烧得到燃煤过热蒸汽141亦通入蒸汽汽轮机21，蒸汽汽轮机21在过热蒸汽140和燃煤过热蒸汽141共同的作用下产生蒸汽电能177，蒸汽电能177和热力电能167并网作为外输电能153输出，燃气汽轮机18中产生的燃气二氧化碳182和粉煤锅炉20中产生的燃煤二氧化碳183合并为发电二氧化碳178通入二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32。

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种全方位煤炭分质利用多联产的系统，其特征在于：包括备煤系统（A）、块煤热解系统（B）、粒煤热解系统（C）、粗煤气处理系统（D），以及气化系统（M）；其中，备煤系统的出口分别与块煤热解系统（B）和粒煤热解系统（C）相连；气化系统的原料进口与粒煤热解系统的半焦出口相连，气化系统的出口与块煤热解系统的热载体进口相连；块煤热解系统的块煤热解油气出口与粒煤热解系统的进口相连，块煤热解系统的块焦出口与电石工业系统的进口相连；粒煤热解系统的粒煤热解煤气出口与粗煤气处理系统的进口相连，块煤热解焦油出口与加氢精制油系统的进口相连，半焦出口分别与发电系统和气化系统的进口相连。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统进一步包括氢气回收系统（J），氢气回收系统的原料入口与粗煤气处理系统（D）的净化煤气出口相连，氢气回收系统的氢气出口分别与加氢精制油系统的氢源进口以及化学品合成系统（H）的氢源进口相连，氢气回收系统的脱氢煤气出口分别与发电系统和化学品合成系统（H）进口相连。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述系统进一步包括有加氢精制油系统（I），该加氢精制油系统（I）原料进口与粒煤热解系统的粒煤热解焦油出口相连，氢源进口与氢气回收系统（J）的氢气出口相连，加氢精制油系统（I）的出口化学品合成系统的石脑油进口相连。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于：所述化学品合成系统（H）的氢气进口与氢气回收系统的氢气出口相连，化学品合成系统（H）的合成气进口与氢气回收系统的脱氢煤气出口相连，化学品合成系统（H）的PTA出口与电石工业系统的进口相连。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述粒煤热解系统包括粒煤热解炉（05）、分离器（07），以及冷凝器（08），其中，所述粒煤热解炉的进口与备煤系统的出口和块煤热解系统的出口相连，粒煤热解炉的粒煤热解油气出口与分离器的进口相连，所述粒煤热解炉的半焦粒出口和分离器的半焦末出口合并为半焦半焦与气化系统的原料进口和发电系统的原料进口相连，所述分离器的脱尘油气出口与冷凝器的进口相连。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述粗煤气处理系统（D）包括变换单元（09）、脱酸性气体装置（10），以及硫回收装置（11），其中，变换单元（09）的入口与冷凝器的热解煤气出口的一个支路相连；所述变换单元的出口与冷凝器出口的热解煤气出口的另一个支路合并成混合煤气后与脱酸性气装置的进口相连，所述脱酸性气装置的出口与硫回收装置的进口相连。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述化学品合成系统（H）包括甲醇-石脑油重整装置（16）、氧化装置（28）、乙二醇合成装置（33），以及PET合成装置（27）；乙二醇合成装置的进口与氢气回收系统的氢气和脱氢煤气出口相连用于合成MEG，所述甲醇-石脑油重整装置的进口分别与粗煤气处理系统的净化煤气出口和加氢精制系统的石脑油出口相连用于产生PX，所述甲醇-石脑油重整装置的出口与氧化装置的入口相连，所述PET合成装置的入口分别与氧化装置的出口和乙二醇合成装置的出口相连。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统进一步包括有发电系统，所述发电系统包括燃气汽轮机（18）、余热锅炉（19）、粉煤锅炉（20），以及蒸汽汽轮机（21），所述燃气汽轮机的进口与氢气回收系统的脱氢煤气出口相连，所述燃气汽轮机的出口与余热锅炉的进口相连，所述余热锅炉的进口与粒煤热解系统的余热回收出口相连，所述余热锅炉的出口和粉煤锅炉的出口与蒸汽汽轮机的入口相连，所述粉煤锅炉的进口与粒煤热解系统的半焦出口相连。