[发明专利]清洁煤基合成制蜡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤基合成蜡的制备方法，具体是一种以年轻变质的高活性煤为主要原料，高温干馏后将焦炭直接加入气化炉中生产水煤气，并与焦炉气所制的氢气混合，制取合成气生产费托合成蜡产品的工艺。

背景技术

2012年全球洁净合成蜡的消费量为65万吨，国内需求量为10万吨，且将以每年6％的速度递增，价格约在1.0～1.5万元/吨。近几年国内洁净合成蜡是供给小于需求，供给不足部分靠进口补足，进口量逐年增加，主要来自美国、英国、德国和法国。预计2017年全球洁净合成蜡的需求量可达到90万吨，届时国内消费量接近20万吨，预计价格保持在1.1～1.6万元/吨。费托蜡不仅本身可以作为普通石油蜡，且因其超低杂质含量、高熔点、高硬度、窄馏分等其他天然蜡或石油合成蜡所不具有的特殊性能在许多领域中得到广泛应用。

公开号为CN103509582A的发明专利，提出了一种生产合成油品和化学品的方法。该方法首先将原料气经压缩和预热后与氧气在转化炉中进行非催化部分氧化得到原料转化气；将原料气转化气进行脱酸处理与氧气混合，在煤气化炉中进行气化反应得到气化粗合成气，然后经降温和洗涤处理后进入酸性气体脱除单元；将处理后的合成气进行浆态床费托合成反应得到中重质油、轻质油、粗蜡、合成气和合成尾气。

公开号为CN103695023 A的发明专利，提出了一种选择性多重组分的固定床费托合成工艺，其将产物汇集后进行油气水三相分离，其中分离出来的液体进入精馏塔进行精馏，选择不同馏分做循环介质与原料气并流进入反应器，相应生成不同的碳链延长产物。

公开号为CN101747127 A提出了一种固定床费托合成方法。该方法将新鲜原料气H₂和CO进入固定床费托合成反应器，在费托合成催化剂的作用下进行费托合成反应，反应器流出物经过分离后，得到气体、轻馏分油、中间馏分油、蜡和水；得到的气体部分循环回费托反应器，进一步参与费托合成反应；得到的轻馏分油部分返回费托合成反应器入口。

我国新疆煤炭资源丰富、活性高、煤变质程度相对年轻，生产冶金焦质量差、但气化反应活性高。采用新疆煤进行上述工艺流程所生产的费托合成蜡产率低、质量差；并且在原料气的生产过程中存在环境污染和能量利用问题。亟需开发一种适用于新疆煤通过气化及费托合成反应生产费托蜡的工艺技术路线。

发明内容

本发明所要解决的具体技术问题是基于新疆煤炭资源的特性，寻求一种适合本地资源特性的清洁煤基合成制蜡的方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的措施是一种以新疆本地的年轻变质的高活性煤为主要原料，经高温干馏后，将温度＞800℃焦炭直接加入气化炉中生产水煤气，再经净化后作为合成蜡的原料气，然后与焦炉气所制的氢气混合，制取合成气生产费托合成蜡产品，所合 成的蜡产品与石油加工蜡相比具有高熔点、高硬度、窄馏分、高洁净度等特点，该方法的具体工艺步骤如下：

(1)高温干馏

以高活性煤为主要原料，加入焦炉中进行高温干馏，获得高温干馏产物；其原料的煤质分析数据按百分含量如下：

水分M_t：5.0～7.8％；灰分A_d：3.5～18％；挥发分R_dt：20～45％；固定碳C：50～70％；硫分S_t：0.4～4％；最大反射率R_max％：0.65～0.8％；

(2)气化

将上述步骤(1)的高温干馏产物在温度＞800℃的状态下，直接加入纯氧连续气化炉中，通入纯度高于99.9％的氧气及水蒸气，其氧耗及水耗分别为1000m³/226m³及1000m³/0.8t，获得水煤气，后经除尘、换热、洗涤降温至40℃后储存；

其水煤气各组分的体积百分比如下为：

H₂：39～46；CO：40～45；CO₂：8～15；CH₄：0.5～1.2；N₂+Ar：1～4；O₂：0.2～0.5；总硫含量为2～3g/Nm³；

(3)湿法脱硫

将储存的水煤气除去焦油，增压到0.051MPa脱除硫化氢及有机硫，再次净化为：H₂S≤50mg/Nm³的气体；

其水煤气各组分体积百分比如下：