[发明专利]褐煤综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于煤加工利用领域，涉及一种褐煤综合利用方法。具体地说，本发明将褐煤干馏、干馏半焦预烧炭、预烧炭后半焦气化、重质油回炼、气化产生的合成气制氢及油品加氢工艺进行有机组合，使原料不仅能最大限度地得到油品，油品加氢得到优质清洁油品，还能通过气化产生合成气作为优质廉价的制氢原料为油品加氢提供氢源，气化后的半焦可作为清洁燃料。本发明是一种能够将褐煤原料最大限度地转化为优质产品以及富产能量的综合利用清洁生产工艺。

背景技术

褐煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤，它是泥炭沉积后经脱水压实转变为有机生物岩的初期产物。在我国，褐煤资源量3194.38亿吨，占我国煤炭资源总量的5.74％；褐煤探明保有资源量1291.32亿吨，占全国探明保有资源量的12.69％；主要分布于内蒙古东部、黑龙江东部和云南东部。

褐煤具有高水分和高挥发分的特点，褐煤的高水分和挥发分含量特点使其长途运输和直接进行褐煤液化及气化转化均不适宜，褐煤用于燃烧发电的利用率低及造成环境污染问题，因此，褐煤热解生产芳香族化合物、焦油和优质半焦是褐煤利用的新方向，将大幅度提高褐煤的利用价值。

现有的褐煤加工技术主要有：褐煤的燃烧发电技术，褐煤的热解及炼焦，褐煤的液化以及褐煤的气化等。目前，国内外褐煤干馏热解的技术仍不太成熟，针对性地开发褐煤热解技术将是褐煤资源综合利用的研究方向。

因此，本领域迫切需要开发出一种能够将褐煤最大限度地转化为优质产品的综合利用清洁生产工艺。

发明内容

本发明提供了一种新的褐煤综合利用方法，通过褐煤干馏制油、干馏半焦预烧炭充分利用能源、预烧炭后半焦气化生产合成气、重质油回炼提高轻油收率、合成气制氢及油品加氢生产清洁油品的有机结合，将褐煤最大限度地转化为优质产品。

一方面，本发明提供了一种褐煤综合利用方法，该方法包括以下步骤：

(A)将原料经破碎设备破碎后形成粉料，送入干燥器进行干燥，其中，原料破碎后的粒径为1～3000μm，所述干燥器的操作条件为：压力(表压)为0～0.5MPa，温度为100～300℃；

(B)将干燥后的原料粉料送入原料加料罐，经加料机后与来自预烧炭器的预烧炭后半焦混合一起至干馏反应器中进行反应，其中，所述干馏反应器的操作条件为：压力(表压)为0～8.0MPa，温度为380～760℃；

(C)将干馏反应产物送入沉降器后分离出油气和干馏半焦，油气经过沉降器气固分离后进入分馏塔，干馏半焦从沉降器下部至预烧炭器，其中，所述沉降器的操作条件为：压力(表压)为0～8.0MPa，温度为350～750℃；

将从沉降器上部出来的油气送入分馏塔分离成气体、轻质油、中质油和重质油；

将从沉降器下部出来的干馏半焦送至预烧炭器烧炭，部分预烧炭后半焦返回干馏反应器供热，其余预烧炭后半焦进入气化器，其中，所述预烧炭器操作条件为：压力(表压)为0～8.0MPa，温度为560～900℃，过剩氧浓度为0～5体积％；

(D)将送入气化器的预烧炭后半焦与蒸汽和/或含氧气体进行气化反应生成合成气，其中，所述气化器的操作条件为：压力(表压)为0～8.0MPa，温度为600～1150℃，过剩水浓度为0～35体积％；以及

(E)将气化后半焦一部分返回预烧炭器中，其余回收利用；

在一个优选的实施方式中，将步骤(C)中分馏塔分馏出的重质油返回所述步骤(B)中干馏反应器回炼。

在另一个优选的实施方式中，将步骤(C)中分馏塔分馏出的轻、中质油至油品加氢装置加氢获得石脑油和燃料油产品，部分合成气去制氢装置制取氢气满足油品加氢装置的需要。

在另一个优选的实施方式中，所述褐煤原料的热值大于8000kJ/kg。

在另一个优选的实施方式中，在所述步骤(A)中，干燥时间较佳为10～400秒，最佳为100～200秒；在所述步骤(B)中，干馏反应时间较佳为1～150秒，最佳为3～30秒；在所述步骤(C)中，预烧炭时间较佳为5～100分钟，最佳为20～60分钟；在所述步骤(D)中，气化时间较佳为2～80分钟，最佳为20～50分钟。

在另一个优选的实施方式中，在所述步骤(A)中，在原料中掺入辅助载体，辅助载体主要化学成分为硅铝酸盐，比表面5～1000m²/g，孔体积0.03～1.0ml/g，粒径为20～1000μm。

在另一个优选的实施方式中，在所述步骤(B)中，在所述干馏反应器中注入油，油的注入比例为0～90重量％，以褐煤和油的总重量计。