[发明专利]一种利用煤生产焦油和烃类燃料产品的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于煤炭资源加工技术领域。更具体地，本发明涉及一种利用煤生产焦油和烃类燃料产品的方法。

【背景技术】

我国富煤、缺油而少气，利用相对较为富足的煤炭资源制取较为缺乏的天然气、燃料油(烃类燃料)是我国基本的能源战略路线，是保障我国社会稳定、国家安全的重要技术保证。利用煤生产烃类燃料产品一般是将煤经过气化后再利用气化所产粗煤气进行再合成的方法，该方法具有技术成熟度高，粗煤气产品单一，后续加工路线灵活的特点，是现有煤化工行业热点关注路线，但随着我国对煤炭产业以及煤炭资源本身认识程度的加深，采用该路线在原料适应性和煤炭的合理利用方面暴露出的问题日益显现。

在煤气化技术原料适应性方面，虽然国内较为先进且应用较多的气流床气化技术可以采用粉煤为原料，但该技术在直接利用占我国煤炭资源总储量大多数的低阶煤(褐煤、长焰煤)资源时仍然存在原料处理过程繁琐、能耗高等问题，限制了该类煤种的大规模工业化化工利用。目前国内的气化装置大都选用高阶烟煤甚至无烟煤作为气化原料，而低阶煤(褐煤、长焰煤)大多都被当作劣质资源用于燃烧发电，少部分被用于简单的热解加工提取焦油，其生产过程都存在环境污染和能源利用效率不高的现实问题，影响着煤炭资源特别是上述低阶煤资源的高效合理利用。

众所周知，煤通过热解(焦化)可以获得煤焦油产品，该物质是重要的天然化合物宝库，其中所含的好多化合物单体组分是无法通过人工合成的方式获得，因此煤焦油本身具有重要的化学和化工利用价值，应对其保持较高的重视程度。煤焦油来源于煤炭中所含的天然大分子有机物质，但是在类似燃烧过程一样较为剧烈的气化过程中，煤中大分子物质很少或者根本无法实现其长链的断裂及逸出活动，绝大部分或者完全转化为CO和H₂，造成煤炭中大分子物质的利用价值极少甚至根本得不到合理体现，浪费了煤炭中这一宝贵资源，在整体上降低了煤炭资源的利用效率，在煤炭利用特别是含挥发分较高的低阶煤高效利用方面，进行煤炭的分级分质利用被认为是目前最为合理的煤炭利用方式。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的在于提出一种利用煤生产焦油和烃类燃料产品的方法。

[技术方案]

本发明针对目前煤制烃类燃料(天然气、燃料油)产品传统常规方式的不足，采用将粉煤外热式移动床热解技术与高效、清洁的气流床气化技术相结合的方式，利用目前占开采总原煤质量70％以上的末煤(粒度≤10mm)，尤其是低阶末煤(长焰煤、褐煤)为原料实现焦油和烃类燃料的生产。该方法先将粉煤通过热解工序提取焦油产品，再分别对热解工序副产物粗煤气和半焦加工利用以制取烃类燃料产品。其中，粗煤气副产物依次经脱硫净化工序、甲烷化工序和甲烷分离工序生产高纯度甲烷产品；半焦副产物依次经气化工序、变换工序、净化工序、精脱硫工序、硫回收工序、合成工序生产高纯度甲烷产品或燃料油品。本发明既实现了煤中大分子物质的合理转化收集，又达到改变原料煤表面性质和单位热值的效果，兼顾了煤炭在利用过程中的环境保护问题，真正实现了煤炭资源的分级分质利用，特别适合以煤炭尤其是低阶煤炭为原料的多联产利用场合。

本发明是通过下述技术方案实现的：

本发明涉及一种利用煤生产焦油和烃类燃料产品的方法。

该方法的步骤如下：

A、热解

将预加工研磨的煤粉在温度450～800℃与压力-0.05～0.05MPa的条件下分解35-80min，得到呈气态的焦油-粗煤气混合产物与呈固态的半焦产物，接着让所述的气态焦油—粗煤气混合产物依次通过除尘、冷却洗涤与油水分离，得到一种焦油产物与一种粗煤气产物；

让一部分粗煤气产物返回作为加热燃料与调节热解气氛，其余部分送至后续的粗煤气净化脱硫处理；

B、粗煤气净化脱硫

将所述粗煤气以空速1000～3000h^-1依次通过填装净化剂和脱硫剂的净化器，让步骤A得到的粗煤气产物在60～80℃，0.05～0.1MPa条件下脱除其中含有的微量杂环化合物与含硫化合物，得到以重量计硫含量<0.01ppm、杂环化合物含量<0.02ppm的洁净粗煤气；

C、甲烷化反应