[发明专利]一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法

说明书

本发明公开了一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，包括：1)粉煤经粉煤热解产出粉焦和荒煤气；2)粉煤热解产出的荒煤气经煤气净化回收焦油和净煤气，净煤气一部分用于粉煤热解的供热，一部分进行后续处理生产LNG；3)粉煤热解产出的粉焦经气化生成合成气；4)经粉煤热解和煤气净化得到的净煤气和合成气经耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳后得到净混合气，作为甲烷化原料；5)净混合气经甲烷化后得到富甲烷气；6)富甲烷气经深冷液化分离后得到甲烷含量大于99％的LNG产品和以氢气氮气为主的乏气，乏气用作粉煤热解供热。本发明既实现了粉煤的分质利用，又解决了粉焦的利用问题，延长了产业链；合理利用系统余热用于发电，降低能耗。

技术领域

本发明属能源开发技术领域，涉及一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，具体的说是以粉煤为原料，利用粉煤热解与气化技术结合生产焦油并联产LNG的方法。

背景技术

我国缺油、少气、富煤的能源结构特征注定我国能源消耗将长期以煤为主，目前煤矿机械化开采程度比较高，块煤只占到30％左右，各大煤炭产地的大量廉价粉煤无法有效的利用。

发展粉煤热解技术是实施国家能源多元化战略之一。粉煤热解技术因方法相对简单、投资少，是具有很好竞争力的洁净煤技术。这种粉煤的利用方式可以实现粉煤的固、液、气分质利用，但固体产品-粉焦用途有限，销路不畅，成了粉煤热解行业的发展瓶颈。

利用气流床加压气化工艺将粉煤气化成合成气，然后采用合成气合成LNG等其他化工产品是粉煤的又一种利用途径。目前煤制LNG的主流工艺是粉煤经气流床加压气化生成合成气，合成气经甲烷化后生成以甲烷为主要成分的LNG产品；或采用块煤为原料，采用固定床加压气化的工艺生成合成气并副产焦油，合成气经甲烷化后生成以甲烷为主要成分的LNG产品。

采用气流床气化工艺生成的合成气主要成分为CO和H₂，有效成分甲烷的体积含量不足1％，CO和H₂在甲烷化过程中需要大量的催化剂，正常生产中催化剂的更换增加了企业的生产运营成本和设备投资成本，并且此工艺不产生焦油，没有实现煤炭的分质利用，未能充分利用煤中具有的高附加值油、气和化学品。

采用固定床加压气化虽然能副产焦油且合成气中的甲烷含量较高，但使用的原料必须是块煤。

发明内容

本发明的目的是为了克服背景技术中粉煤利用行业的技术问题，提供了一种以粉煤为原料，采用外热式回转炉粉煤热解技术和粉焦气化技术耦合生产焦油并联产LNG的方法。该方法将粉煤热解得到的较高甲烷含量的净煤气与粉焦气化生成的合成气混合后生产LNG，与粉煤直接气化生产LNG相比需要甲烷化的合成气量减少，降低了甲烷化催化剂更换的生产运营成本和设备投资成本，又得到了焦油产品，实现了粉煤的分质利用，解决了粉焦的利用问题。

本发明是通过下述技术方案来实现的：

一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，包括下述步骤：

1)粉煤热解：将粉煤在干燥炉内干燥后进入干馏炉，进入干馏炉的物料，在物料温度450～700℃下热裂解30～120min，得到高温粉焦和含有焦油的高温荒煤气，高温粉焦进入冷却炉冷却；

2)煤气净化：粉煤热解产出的荒煤气经直冷-间冷结合冷却工艺回收焦油，再经煤气净化脱出其中的焦油、尘、萘、氨和硫杂质，回收净煤气；

3)粉焦气化：将粉煤热解得到的粉焦采用水煤浆气化方法气化生成合成气；

4)耐硫变换：将经步骤2)得到的50～65％净煤气与步骤3)得到的合成气混合后通过耐硫变换，调节合成气中的H₂、CO、CO₂比例，得到变换气；