雙鴨山富油煤炭熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝應(yīng)用淺析

2015-07-18 09:56:48侯家軍黑龍江龍?zhí)┟夯す煞萦邢薰?/span>黑龍江雙鴨山155400

中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年14期

侯家軍（黑龍江龍?zhí)┟夯す煞萦邢薰荆邶埥‰p鴨山　155400）

侯家軍
（黑龍江龍?zhí)┟夯す煞萦邢薰荆邶埥p鴨山155400）

摘要：本文通過分析煤干燥提質(zhì)技術(shù)結(jié)合雙鴨山東榮礦煤質(zhì)特點(diǎn)，提出在烯烴項(xiàng)目上應(yīng)用低溫干燥提質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤的分級利用、煤化工產(chǎn)品的多元化，提高了煤炭的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：多聯(lián)產(chǎn)；煤炭；熱解

雙鴨山煤礦的煤炭主要屬于氣煤，含油率高，直接作為燃料煤非常不經(jīng)濟(jì)，如果通過低溫?zé)峤夤に囎叨嗦?lián)產(chǎn)道路，分別提取煤氣、低溫煤焦油和半焦分質(zhì)利用，可以大大提高煤炭的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和煤炭的能源利用率，為節(jié)能減排探索出一條新途徑。

一、國內(nèi)主要褐煤、長焰煤和氣煤提油技術(shù)

近年來，以低階煤為主的干燥提質(zhì)技術(shù)受到我國多家相關(guān)單位的關(guān)注，有關(guān)科研企業(yè)也對其進(jìn)行了研發(fā)，該技術(shù)主要的技術(shù)路線是：對煤炭進(jìn)行加熱，使得其水分蒸發(fā)，這里所謂的加熱不是日常生活中的燃燒，而是在特定的溫度下，使得煤炭發(fā)生輕度熱分解和化學(xué)反應(yīng)，脫除水分和揮發(fā)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)煤炭的多質(zhì)利用，并形成了一定規(guī)模的工業(yè)化。主要技術(shù)如下：

1五環(huán)公司的LCC低階煤轉(zhuǎn)化技術(shù)

LCC低階煤轉(zhuǎn)化技術(shù)的前身是美國開發(fā)的LFC技術(shù)，其步驟為：第一步，干燥，降低煤炭的含水率；第二步，輕度解熱，進(jìn)一步降低水含量和揮發(fā)質(zhì)，將低階煤炭（如褐煤）慢慢轉(zhuǎn)化為不宜發(fā)生反應(yīng)固體燃料——PMC（ProcessMiddle Coke），同時分解得到了液體燃料——PCT（ProcessCoalTar）；第三步，精細(xì)制造，對前一步得到的固體燃料進(jìn)行化學(xué)處理，降低其活性，最終得到穩(wěn)定且不易揮發(fā)的液體燃料，該液體燃料可以代替石油產(chǎn)品。

2　SJ低溫干餾方形爐

SJ低溫干餾方爐是起源于在魯奇三段爐，神木縣三江煤化工有限責(zé)任公司在其基礎(chǔ)上，結(jié)合了內(nèi)熱式直立方爐技術(shù)，同時參考了國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)，并考慮了當(dāng)?shù)孛嘿|(zhì)特點(diǎn)而研制的新型爐型。該爐型在下料時克服了不均勻的缺點(diǎn)，并且布?xì)夂图訜嵋簿鶆蛴行В岣吡松a(chǎn)效率。值得一提的是，該裝置考慮了環(huán)境問題，針對焦油廢水進(jìn)行了處理，煤氣也得到了合理的利用。

3大連理工大學(xué)的DG固體熱載體熱解工藝

中國固體熱載體新法干餾技術(shù)（簡稱DG法煤熱解技術(shù)）由大連理工大學(xué)開發(fā)，是一種煤低溫?zé)峤饧夹g(shù)。技術(shù)路線是：通過熱載體對煤質(zhì)進(jìn)行混合加熱，經(jīng)過加熱及物理化學(xué)反應(yīng)后得到低溫焦油、煤氣和半焦的技術(shù)。該裝置的核心是固體熱載體循環(huán)系統(tǒng)，其組成主要有：加熱提升管（用于提升和再次燃燒加熱循環(huán)的顆粒固體熱載體）、熱載體收集槽、混合器和熱解反應(yīng)器，該裝置煤焦油回收率可達(dá)5%～7%，每噸煤產(chǎn)生的煤氣可達(dá)到100m3。

4　氣體熱載體低溫干餾技術(shù)

該技術(shù)是由陜西華祥能源科技集團(tuán)有限公司開發(fā)的，又稱為流化床粉煤氣固熱解技術(shù)，其中的氣體是指：灰融聚流化床粉煤氣化技術(shù)（CAGG）與快速流化床技術(shù)（HSB）相藕合以氣化煤氣，其中灰融聚流化床氣的原料來源于低變質(zhì)粉煤的低溫干餾及回收的煤氣和焦油干餾后得到的半焦氣，將其快速通入流化床及提升管，對原料粉煤進(jìn)行低溫干餾，將產(chǎn)生的熱解氣和氣化煤氣一起進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，并對煤焦油進(jìn)行回收，凈化煤氣可作為合成氣或燃料氣，從而實(shí)現(xiàn)了對低變質(zhì)粉煤的清潔。

二、雙鴨山煤質(zhì)及應(yīng)用分析

依據(jù)煤提油技術(shù)特點(diǎn)和氣化工藝的要求，2012年3月以雙鴨山東榮礦氣煤為原料，分別在煤炭科學(xué)總院北京煤化工分院分別完成了低溫干餾熱解實(shí)驗(yàn)、半焦煤灰粘度分析；在德國SIEMENS公司完成了半焦GSP氣化評估，為以雙鴨山東榮煤礦為原料的煤化工項(xiàng)目提供了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

1雙鴨山東榮礦選煤及選煤干餾半焦煤質(zhì)分析見表1。

2雙鴨山東榮煤礦選煤煤炭熱解產(chǎn)物收率分析見表2。

通過以上煤質(zhì)分析和干粉氣化評估，雙鴨山東榮礦的煤質(zhì)是高富油的煤，經(jīng)干餾制的低溫半焦適用于干粉氣化爐。

三、煤炭多聯(lián)產(chǎn)工藝應(yīng)用

自2012年1月成立黑龍江龍?zhí)┟夯び邢薰酒穑诿褐葡N項(xiàng)目中利用煤炭分質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，走潔凈化煤炭轉(zhuǎn)型路線，并做了大量的技術(shù)論證工作。根據(jù)雙鴨山東榮煤礦的煤質(zhì)分析特點(diǎn)及半焦GSP氣化的工業(yè)評估，結(jié)合七臺河寶泰隆煤化工公司原有的焦?fàn)t、干熄焦、焦?fàn)t煤氣制甲醇及煤焦油加氫等技術(shù)，決定在項(xiàng)目上應(yīng)用煤炭多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。

1技術(shù)特點(diǎn)

在煤制烯烴項(xiàng)目上應(yīng)用的低溫干燥提質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)，具有以下特點(diǎn)：（1）以粒度為5mm～50mm的富油氣煤為原料，并采取焦?fàn)t、干熄焦和固定床氣化一系列操作，對固體顯熱（氮?dú)馕占t焦顯熱）進(jìn)行回收，得到的產(chǎn)品，半焦會直接延續(xù)高溫，進(jìn)入氣化爐，這種方式降低了能源消耗；（2）與其它類似熱解爐相比，外熱式氣體熱載體煤炭熱解爐的效率及操作工藝更加簡便，在干餾熱源時，它不需要燃燒熱解氣和半焦，這種方式節(jié)約了許多能源。例外，在環(huán)保方面，外熱式熱解器將熱解氣完全隔離出來，空氣中的粉塵含量得到了降低，同時也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，減少CO2組分，杜絕N2組分；（3）在生產(chǎn)甲醇過程中，利用傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣制造甲醇的碳?xì)浔壤^低，但是熱解的荒煤氣，在凈化后與半水煤氣混合生產(chǎn)得到的甲醇，不僅產(chǎn)量高，而且碳?xì)浔壤泊蠓岣撸诤铣蓵r所需的循環(huán)氣體含量也大幅降低。

2工藝裝置布局

首先將揮發(fā)性較大的富油氣進(jìn)行低溫干餾解熱，其主副產(chǎn)品主要有：半焦、低溫焦油、熱解氣、粗苯等。半焦作為合成氣體載體和生產(chǎn)甲醇的原料；低溫焦油加氫后可生產(chǎn)附加值較高的汽柴油調(diào)和組份；粗苯加氫精制以后作為苯酚丙酮的生產(chǎn)原料；熱解氣通過變壓吸附提取甲醇合成氣，再用來生產(chǎn)LNG或CNG產(chǎn)品；富余的熱解氣和氣化爐原料氣形成混合的煤氣送入甲醇合成，甲醇再通過MTO技術(shù)生產(chǎn)烯烴，甲醇池經(jīng)回收裝置產(chǎn)出氫氣并送到煤焦油加氫裝置作為氫源。