[发明专利]一种煤干馏制油、煤半焦气化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种，尤其涉及一种兼具煤制油、煤造气两个过程的工艺装置技术

背景技术

煤制油有两条工艺路线，即煤直接液化和间接液化。

煤直接液化以蒽油为溶剂，无论是否加氢；其机理都是萃取过程。目前，仅在南非有煤加氢直接液化工业化装置，我国神华有一套小试装置。催化萃取煤制油间歇式小试装置有4套。因为要保证煤液化生成的煤半焦，在与生成的油品及蒽油（溶剂）分离后，仍具有一定的流动性；不能把生成的油品完全与生成的煤半焦分离。生成的煤半焦分离仍含有部分油品。

煤直接液化生成的油品的收率很低。煤直接液化生成的煤半焦通常做动力煤。

由于煤直接液化过程中，溶剂循环消耗能量；煤直接液化的生成单位油品能耗非常高，设备效率亦低下。

煤间接液化即所谓的费托合成。中国科学院山西煤化所与中国寰球工程公司辽宁分公司共同完成了伊泰、神华、潞安等项目。费托合成就是将煤造气，再用煤气合成油的过程。油品质量极高。约3.5吨煤合成1吨油，其余以二氧化碳形式排入大气。以绿色经济的角度，煤间接液化是全部工业中最不绿色的。

煤造气分为固定床和流化床两种形式。

以鲁奇炉为代表的固定床工艺。床层高4000㎜，煤粒度20---40㎜。氧气与水蒸气混合从床层底部进入炉内。床层上部发生煤干馏。挥发分要从20---40㎜粒度的煤中气化、释放过程耗时较长，导致挥发分受热分解、焦化。煤焦油产量较低、且品质差。燃烧与反应同时进行，导致煤气中残氧、含水量高。煤灰中残碳高。

以恩德炉为代表的流化床工艺。炉子内部是一个空腔。煤粉从上部喷下，氧气与水蒸气混合从下部往上喷。燃烧与反应同时进行，导致煤气中残氧、含水量高。少量来不及燃烧的煤粉直接落到炉子底部导致，煤灰中残碳高。不产煤焦油。

无论固定床工艺，还是流化床工艺均采用水直冷，产生大量灰水---即污水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤干馏制油、煤半焦气化的方法。该工艺技术煤干馏将200目左右的煤粉与1000℃左右的煤气混合。煤粉与煤气的质量大致相等。导致煤粉温度瞬间上升至430-450℃左右。煤粉发生热解，挥发份完全气化。由于煤干馏制油发生的过程仅耗时2-3秒，即急冷至200℃以下，气化后的煤挥发份来不及进一步裂解；故煤挥发份没有发生焦化反应。煤挥发份经过冷凝，得到煤（焦）油。该油品的收率及性质与在实验室里采用溶剂萃取得到的油品的收率及性质相比较，收率略高、性质相同。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种煤干馏制油、煤半焦气化的方法，包括以下步骤：

（1）将煤粉与850-1150℃的高温煤气喷入到干馏段提升管，在干馏段提升管内，煤粉与高温煤气充分混合，煤粉发生分解，挥发份气化达到煤干馏的目的；

（2）来自干馏段提升管的干馏产物与高温煤气的混合物进入用于气固分离的初级旋风分离器，在初级旋风分离器内，煤干馏的固体产物煤半焦进入煤半焦沉降器；煤焦油的油气随煤气经过旋风分离器进入急冷器，在急冷器内，煤焦油的油气和煤气在急冷油的作用下，温度降至120℃---180℃之间，煤焦油液化，去油气分离罐；

（3）煤半焦粉在文丘里管颈部与纯氧及水蒸汽混合进入涡喷室，在涡喷室内，煤半焦粉与纯氧剧烈燃烧，涡喷室内温度在1400℃---1800℃之间，产生的一氧化碳及少量氢气裹挟着炽热的煤半焦粉喷入到气化段提升管；炽热的煤半焦粉再与气化段提升管侧壁喷入的水蒸汽发生水煤气反应，生成煤气；

（4）煤气和煤灰离开气化段提升管进入煤灰沉降器，煤气经旋风分离器的分离，用于步骤（1）使用，煤灰则进入到煤灰沉降器的底部。

优选的是，步骤（4）中进入煤灰沉降器的煤灰，去外取热器，在外取热器发生蒸汽的同时，煤灰被冷却；从外取热器出来，来到煤灰冷却器。煤灰在下落的过程中，与氮气相遇，被进一步冷却，冷却后的煤灰排入灰池，热氮气去煤干燥系统。

优选的是，所述煤粉为200目。

优选的是，所述步骤（1）煤粉与1000℃的高温煤气喷入到干馏段提升管中。

该工艺技术的煤干馏完全利用煤半焦气化过程中产生的余热。煤干馏能耗为零。煤干馏过程仅耗时2---3秒。这是除该工艺技术外，任何工艺技术都无法实现的。