[发明专利]一种煤炭热解及加氢制取煤基特种燃料的系统装置及工艺方法

说明书

本发明提供了一种煤炭热解及加氢制取煤基特种燃料的系统装置及工艺方法，所述系统装置针对当前煤制油气路线存在液态燃料油收率低、产品附加值低的问题，将低阶煤一部分通过快速热解，生产煤焦油，随后另一部分低阶煤与煤焦油原料通过悬浮床加氢实现煤与煤焦油的混合加氢生产清洁燃料油品，悬浮床加氢产生的含固尾油送至低阶煤快速热解装置进一步热解，提高整体煤炭的转化率及清洁油品的收率，随后对得到的170～280℃的轻质2号煤基氢化油进一步加氢异构降凝，生产低凝点的煤基特种燃料，提高了装置产品的附加值。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种煤炭热解及加氢制取煤基特种燃料的系统装置及工艺方法。

背景技术

富油煤是指焦油产率的分级(Tar,d)在7％～12％的煤炭，是一种公认的特殊煤炭资源。通过合理的热解，完全可以将这些富油煤中的煤焦油回收，实现富油煤资源最大化利用，为环保事业的发展贡献重要的力量。

现代煤化工中煤炭制油的工艺路线主要有三种：

1)煤直接液化，即将煤置于高温高压下，使其与氢气发生反应，达到降解和加氢，最终转化为液体燃料的过程；

2)煤间接液化，即先通过煤气化技术，将煤气化生成合成气，再以合成气为原料通过费托反应转化为液体燃料；

3)煤炭分质利用路线，即以热解技术为龙头，生产煤焦油，然后采用煤焦油加氢技术生产清洁燃料油。

目前，许多企业已开展了大量煤炭高效转化制油气燃料的研究，但大多停留在如何将煤变成燃料油的阶段，对于如何提高煤炭转化效率、提高燃料油品收率以及延伸煤基燃料油产业链下游、生产煤基特种燃料的技术难题研究尚少。

CN103468285A提供了一种粉煤热解中低温煤焦油制取燃料油的方法，通过粉煤热解产生中低温煤焦油并将煤焦油加氢反应后进一步分馏得到石脑油、柴油等燃料油，但是由于粉煤完全通过热解生产中低温煤焦油，焦油收率较低，副产大量粉焦，且中低温煤焦油加氢最终制备的燃料油数量较小，煤制油品的整体收率较低。

CN110423627A提供了一种碳物料气固热载体双循环的热解装置及方法，将碳物料的热解产物充分利用，热解粉焦烧炭处理后与煤气共同作为载体进行循化，提高热解产品的收率及品质，并通过原料及粉焦粒径的选择，提高产物的分离效率，降低热解油品中的含尘量，煤焦油收率可达17％，但是煤焦油品质相对较差，产业链未进一步延伸。

CN1587351A公开了一种煤炭直接液化方法，采用高活性液化催化剂、供氢性循环溶剂、强制循环悬浮床反应器、减压蒸馏分离沥青和固体，强制循环悬浮床加氢反应器，能长期稳定运转，反应器利用率高，防止矿物质沉积，反应条件缓和，最大限度地提高液体收率，并同时为液化产品进一步加工提供优质原料。但是实际运行过程中，煤液化的转化深度不够，同时煤液化油加氢稳定无法生产足够的溶剂给煤液化原料煤进行油煤浆的配制，往往需要采购大量的焦油原料作为加氢稳定的原料，同时煤液化产生的有机残渣(占原料煤的25～30％)中仍有80～85％的未转化煤及煤液化油，其作为危废无法有效利用；此外，该发明方法的主要产品仍然为普通的汽柴油，煤焦油的特性未充分发挥，产品附加值相对较低。

CN106635160A提供了一种煤和煤焦油混合加氢系统及工艺，通过煤焦油生产供氢溶剂，并与煤混合形成油煤浆，在高温高压下反应，能够显著提高加氢深度，增加液化油产率，并能够有效避免壁相生焦，降低生焦总量，减少气相产率。以上工艺或方法，虽然能够大量转化原料煤，但是仍会产生20～30％含固尾油，并且该含固尾中通常还会含有30～40％未转化煤炭及40～50％重质煤焦油，二者均未能得到进一步利用。

综上所述，进一步延伸煤炭分质利用的产业链，提高煤炭转化效率，最大化生产液态油品燃料，尤其是高附加值的煤基特种燃料的系统装置和工艺方法成为当前亟待解决的问题。

发明内容