[发明专利]一种低阶煤与甲烷催化共炼生产轻质化焦油的方法

摘要

本发明属于能源化工领域，特别提供一种低阶煤与甲烷催化共炼生产轻质化焦油的方法，主要是为解决低阶煤热解焦油提质的技术问题，以提高焦油中具有重要应用价值的轻质芳烃的含量。采用下行床——提升管耦合反应器作为主体反应单元，其传热传质效率高、工艺流程简单、集成度高、运行连续可靠；以高温半焦作为催化剂将甲烷裂解为氢气，实现了煤的加氢热解，提高了焦油产率和焦油中轻质芳烃的含量，显著降低了催化剂和氢源的成本；同时将高温半焦作为固体热载体，使得过程热效率大幅提高；另外，本发明为传统化石能源煤和天然气等富含甲烷原料气开辟了一条高效清洁利用的新途径。

主权项

1.一种低阶煤与甲烷催化共炼生产轻质化焦油的方法，具体包括以下步骤：a)将低阶煤颗粒筛分至所需粒径范围内并放入到加煤料斗(1)中，通过其下方的螺旋进料器(2)将煤料斗(1)中的煤颗粒连续输送到返料气动阀(4)中，调节返料气动阀松动气(气体入口B)和流化气(气体入口C)的流量，将煤颗粒连续定量定向输送到下行床反应器(5)中进行热解反应；b)富含甲烷的气体由上部的气体入口A进入催化裂解管(3)中，与上部的来自提升管反应器(9)的高温半焦接触，发生催化裂解反应生成氢气；富含氢气的气流与煤颗粒共同进入下行床反应器(5)中，实现煤的加氢热解反应，即煤与甲烷的共炼过程；c)下行床反应器(5)中生成的热解产物经由气固快速分离装置(11)完成含焦油热解气体和半焦颗粒的分离；含焦油热解气体通过焦油催化裂解固定床(12)进行焦油的提质升级；提质后的含焦油热解气体通过焦油冷凝装置(13)实现热解气体的分离(气体出口J)和轻质化焦油的收集；d)热态半焦经过气固快速分离装置(11)之后进入双向返料气动阀(10)中，一定量的半焦返回到提升管反应器(9中)，通过部分燃烧进行提温；高温半焦经由旋风除尘器(6)返回到提升管顶部的半焦下行料槽(7)中，半焦部分燃烧产生的烟气经由气体出口I排出；高温半焦进入第二返料气动阀(8)中，通过调节松动气(气体入口E)和流化气(气体入口D)来实现其定向流动，使得其与富含甲烷气体在催化裂解管(3)中接触，实现甲烷的催化裂解制氢反应。