[发明专利]块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是煤化工领域，具体说是一种块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料工艺。

(二)背景技术

我国是富煤少油的国家，也是煤炭生产和消费大国，陕、蒙、晋交界的鄂尔多斯盆地富存大量煤炭，是我国煤炭的主产区。目前我国对中低温煤焦油深加工和荒煤气回收利用缺乏系统的技术手段，致使大量煤焦油低效燃烧，荒煤气无法有效利用而直接排放，造成氮氧化物、二氧化硫污染。

在石油资源日益紧张的今天，利用煤炭及煤焦油生产石油替代产品具有十分重要意义。自上世纪初开始，西方一些国家率先进行煤的直接液化和间接液化以来，煤炭液化制油的技术研究和产业化还一直处于不断探索阶段。我国也将煤制油技术作为能源战略研究给予高度重视，投入了大量人力、物力和财力进行研究、实践，但其投资额巨大，工艺技术不稳定和转化过程能耗过大等诸多问题亟待解决。

现代煤化工以煤炭转化生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如：柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。新型煤化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，这对于中国减轻燃煤造成的环境污染、降低中国对进口石油的依赖均有着重大意义。可以说，煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。

如何寻找一种更为简捷、更为经济、更为稳妥的途径，实现煤炭制油的目标，已成为当今煤化工科技领域的重大难题。煤焦油的传统加工方法以物理分离、提取单组分或窄组分产品为目标，从煤焦油中提炼洗油、轻油、蒽油、工业萘、粗酚及劣质沥青。由于煤焦油组分复杂、高附加值组分含量低、含量高的低附加值组分难以利用，常规提化工艺摆脱不掉流程复杂、设备多、能耗高、投资大，由于缺乏一套合适的加工方案，煤焦油只能简单的直接利用(作燃料用，因硫氮含量高和不能完全燃烧，造成严重的硫排放污染，市场价值极低)，既降低了资源价值又严重污染了环境(大气和水源)，这种污染天天发生，且随着焦炭产量的持续增长而日见增长。上述问题已成为“煤—焦—化”产业链发展的“瓶颈”，急需一种具备环保效果和经济效果的煤焦油利用方案，建设环保装置，一方面解决石油资源的替代问题，另一方面解决数量庞大的煤焦油有效利用问题。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种将煤炭转化成清洁燃料、提高煤炭附加值、解决石油替代资源的块煤干馏中低温煤焦油制取轻质化燃料的方法。

本发明的目的是这样实现的：主要包括块煤干馏、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，块煤干馏后析出干馏煤气和煤焦油，煤焦油换热后对中低温煤焦油进行延迟焦化，生成石油焦和馏分油，同时对干馏煤气集中回收制取99.9％纯度氢气，在高温、高压和催化剂的作用下，氢气与延迟焦化装置脱出杂质的煤焦油在精制反应器中将硫化物、氮化物进行加氢反应，生成加氢精制生成油，然后将加氢精制生成油在裂化反应器中再次加氢裂化，再与加氢精制生成油一起进入低压分离器分离出燃料气后回分馏塔重新进行分馏，生成轻质化煤焦油，在加氢过程中产生出的硫化氢和氨气分别送入硫磺回收装置和氨精制装置，最终得到硫磺和液氨产品。

具体步骤为：

(1)块煤干馏步骤：粒度20～100mm的块煤在500～850℃的状态下，在炭化炉内被炭化成焦炭，同时产生干馏煤气和焦油蒸汽，在经过冷凝冷却分离后得到干馏煤气和煤焦油；

(2)干馏煤气提取氢气步骤：干馏煤气先进行一氧化碳变换，然后进行变压吸附，吸附除去氢气以外的其它杂质(CH₄、CO、CO₂、H₂O等)，使工业氢纯度大于99.9％，满足煤焦油加氢的使用要求；

(3)煤焦油的延迟焦化步骤：煤焦油换热后直接进入加热炉，对煤焦油进行改质，以利于下一步原料油加氢条件的优化，中低温煤焦油经换热器至200--300℃后，送至加热炉，加热到450--510℃，进入焦炭塔进行裂解和缩合反应，生成石油焦和馏分油；石油焦聚结在焦炭塔内；