[发明专利]一种煤与石油炼制副产品共热解的组合工艺

说明书

技术领域

本发明属于煤炭热解技术领域，涉及一种煤与石油炼制副产品共热解的组合工艺，具体地说涉及一种低变质煤与石油炼制副产品利用微波共热解的组合工艺。

背景技术

我国是一个富煤、缺油、少天然气的国家，煤炭在我国一次能源中所占的比例高达75%左右，其中低变质煤炭资源（褐煤、长焰煤、气煤、不粘煤、弱粘煤等）占煤炭资源的60%以上。由于低变质煤没有粘结性或粘结性很差，不能用于常规焦炉生产焦炭，一般只作为动力煤使用或部分用于生产低热值的发生炉煤气。低变质煤中含有大量的富氢组分，将煤炭直接燃烧，浪费了煤中潜在的可转化为具有高附加值的油、气和化学品富氢组分。低变质煤具有低灰、低硫、低磷、高发热量、高挥发分和高化学活性的特点，特别适合低温干馏生产半焦、焦油和煤气。低温干馏可以使煤中富氢组分以优质的液态的和气态的能源或化工原料产出，实现煤的气、液、固组分的分质转化，是低变质煤高效利用的最佳途径。

煤的低温干馏（也称煤的热解）是指煤在隔绝空气条件下加热至400～750℃而发生的包括一系列复杂的物理变化和化学反应过程。在这个过程中将发生交联键的断裂以及重质组分的二次反应，最终生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦）等产物。煤的低温干馏除得到少量煤焦油和煤气外，主要产品为半焦，俗称兰炭。半焦硫含量低，可以作为洁净固体燃料直接用来燃烧或气化，或者作为冶金原料。低温煤焦油是重要的化工原料，低温煤焦油经加氢处理后也可作为发动机燃料。低温干馏煤气热值高，是优质民用煤气和工业燃料气。

煤的干馏实质上是煤的热分解过程（通过复杂的链式自由基机理进行）。煤受热温度达到100～105℃时，首先干燥脱水，放出大部分外在水分；当温度增至100～250℃时，发生脱羧基反应，放出二氧化碳和部分化合水；温度到300～350℃时，分解加剧，有挥发物产生，主要是一氧化碳、硫化氢、气态烃类和焦油蒸气；当达到450～650℃左右，焦油生成量通常达到最高值，随着温度的增高，煤气增多，半焦减少，焦油亦会发生再次分解，焦油产率随之下降。

目前国内研究煤炭热解技术的单位众多，比较典型的技术有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏多联产工艺、北京煤化所开发的MRF热解工艺、浙江大学和清华大学开发的以流化床热解为基础的循环流化床热电多联产工艺、北京动力经济研究所和中国科学院工程热物理研究所的以移动床为基础的热电气多联产工艺、济南锅炉厂的多联供工艺、中国科学院山西煤化所和中国科学院过程工程研究所的“煤拔头工艺”等。这些工艺归结起来主要有两大类：外热法和内热法（内热法又分为气体热载体工艺和固体热载体工艺），外热法是利用炭化室外侧炉墙对煤料传热，虽然产生的煤气质量稳定，但传热不均匀，热效率低，热解时间较长，挥发产物的二次裂解严重；内热法利用热载体直接对煤料传热，具有传热均匀的优点，但气体热载体工艺产生的煤气会被稀释，增加煤气量，降低了煤气的有效成分含量，对煤气的进一步综合利用不利，固体热载体工艺热效率低、半焦产品利用价值低、工艺放大困难。目前煤的热解工艺存在的普遍问题是加热速度慢，热解时间长，焦油收率偏低。

微波是介于红外和无线电波之间的一种电磁波，其波长范围为100~0.1cm,相应的频率范围为300~300000 MHz。与传统加热相比，由于微波加热直接作用于物质的分子或离子、引起分子或离子的振动产生热量，而不是通过传统方式（热传导、热对流、热辐射）传热，因此它具有更快的加热效率。与常规电加热方式相比，它一般可以节电30%~50%

CN100810232680.4公开了一种低变质煤种的低温煤干馏方法，该方法采用微波发生装置作为加热热源，微波频率是0.3GHz～300GHz，将低变质煤种加热到300℃～800℃进行低温干馏，生成兰炭、焦油和煤气。该方法可以有效提高低变质煤低温干馏焦油收率及气体、固体产品的质量。但是由于煤属于微波弱吸收物质，导致热解时间过长，焦油收率偏低。

发明内容

针对现有煤热解技术存在的缺陷或者不足，本发明的目的在于提供一种煤与石油炼制副产品共热解的组合工艺，该方法使煤与石油炼制副产品在同一温度区间发生同步热解，产生协同效应，从而提高煤焦油产率，改善煤焦油的质量。

一种煤与石油炼制副产品共热解的组合工艺，原料煤与石油炼制副产品在预热干燥区混合，经过预热后的煤与石油炼制副产品的混合物进入微波热解反应器进行热解反应生成半焦及热解气，热解气进入冷凝系统分离为焦油及煤气。