[发明专利]一种煤化工串联型多联产工艺

说明书

技术领域：

本发明属于能源动力与化学工程技术领域，涉及一种煤化工串联型多联产工艺，尤其是一种高效利用物质及能量的煤基能源与化工工艺的优化整合，形成化、电、热等多种产品联产的新工艺。

背景技术：

我国能源结构长期以来都是以煤为主体，在未来的几十年也不可能发生根本性的转变，但是煤作为一种不可再生的资源被大量开采，能源危机日益严峻。为了未来减少投资、缓解能源危机以及节能减排而提出的一种非常有效的途径是实行煤化工多联产工艺。现有的煤化工多联产工艺一般采用气化后并联多个产品的工艺，但是并联型联产系统没有打破分产化工流程与动力系统的优化状态。相对于并联型多联产系统，串联型多联产系统的主要特点在于：化工流程与动力系统之间是上游与下游的串联整合关系。动力系统燃料气不是直接由气化炉产生的合成气，而是经历了化工生产流程却未转化为化工产品的组分。但是简单的煤化工串联型多联产工艺存在部分的未反应气，产品合成率相比于独立系统有所降低，从而没有发挥出装置产能最大效益的多联产目的。

发明内容：

本发明提供一种复杂煤化工串联型多联产工艺，以煤为原料通过气化单元制备为粗合成气，粗合成气首先经过潜热回收单元以后全部进入到净化单元然后直接送入化工生产流程，此时不需要对H₂/CO比例进行调整，直接合成化工产品，未转化的合成气一部分作为循环气进入到变换单元，重新调整H₂/CO比例后作为循环气进入净化单元然后再送入合成单元合成化工产品，另一部分未循环气作为燃料送往蒸汽-燃气轮机联合循环发电系统。

所述述主要含碳原料为煤，

所述述工艺包括：空分单元、合成气制备单元、显热回收单元、净化单元、合成单元、变换单元、动力发电单元；

所述合成气制备单元为煤气化过程；

所述合成单元为甲醇、二甲醚等液体燃料或化工产品的合成过程；

所述化工合成单元与动力发电系统以串联的方式连接。

所述动力发电系统为蒸汽-燃气轮机联合发电系统，燃料为未合成转化的合成气以及合成气气化净化和化工合成中利用反应热产得的蒸汽。

所述工艺以煤为原料，在化工流程与动力系统串联型连接的基础上，将未反应气进行合理分配为循环气和未循环气两部分，循环气经成分调整后提高H₂/CO比，然后与合成新气混合，从而使合成气组分更加接近化工产品合成反应的化学剂量比要求。

所述循环气与未循环气直接的分配关系可以通过系统稳定后，循环气流量与合成反应气流量直接的比例进行调整。

所述的化工产品可以为甲醇、二甲醚等液体燃料或化工产品，同时可根据实际需求匹配一种或多种化工生产流程。

所述的动力发电系统是蒸汽-燃气轮机联合循环发电系统，消耗的燃料为未合成转化的合成气以及合成气气化净化和化工合成中利用潜热回收单元回收得到的蒸汽，在满足自身化工生产所需要的公用工程部分，还可以对外输出发电。

本发明的优点是，根据多联产项目的工艺需要，寻找最佳的为反应气循环气分配比，避免了简单煤化工串联型多联产工艺存在部分的未反应气，产品合成率相比于独立系统有所降低的问题，新系统的节能效果可以显著提高，以生产甲醇为例，当循环比达到0.50时，联产系统相对于分产系统节能效率达到12.8％，达到了发挥出装置产能最大效益的多联产目的。

附图说明：

图1为本发明的复杂煤化工串联型多联产的工艺流程图；

图2为本发明的复杂煤化工串联型多联产甲醇的工艺流程图。

具体实施方式：

结合下面实施例以及附图对本发明作进一步说明。

实施例1：采用本发明方法的复杂煤化工串联型多联产工艺，将图1中的化工产品替换为甲醇的项目，即为复杂煤化工串联型甲醇-动力多联产系统流程图，如图2所示。原料煤为山西晋城9号无烟煤，煤的基本组分见表1。

表1山西晋城9号无烟煤成分

气化过程：选择Shell气化工艺。根据气化炉反应所需要的温度(＞1000℃以保证液态排渣)，在热效率最优的条件下，选择气化炉进口参数见下表2：

表2气化剂配比

净化和水蒸汽变换过程：按照本发明提出的复杂煤化工串联型多联产模型，合成气不经过激冷除尘，而是由废热锅炉和显热回收单元分级回收显热，实现能量的梯级利用。