[实用新型]一种以煤和焦炉气为原料制烯烃的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于能源与化工技术领域，具体涉及一种以煤和焦炉气为原料制烯烃的系统。

背景技术

烯烃是重要的平台化学品。近年来，世界烯烃的产能和需求快速的增长，尤其是中国增长较快。但是中国乙烯自给率仅50%左右，烯烃供应严重不足。烯烃生产工艺主要是烷烃、石脑油和汽油的裂解或者是热解，所以烯烃生产严重依赖石油，用石脑油来生产烯烃的比重占全世界烯烃生产比重的85%。中国能源结构中石油占16.2%，而煤炭占74.7%，因此发展煤替代石油制烯烃技术是未来主要的发展趋势。目前中国已有176万吨煤制烯烃投入商业化运行。目前，涉及煤制烯烃工艺的专利有：CN101941880A（2011）。

煤制烯烃工艺的流程简图见图1。煤制烯烃工艺主要由水煤浆制备单元1，煤气化单元2，水煤变换单元3，合成气净化单元4，甲醇合成单元5以及烯烃合成单元6组成。粗煤经洗选研磨后与水混合制成水煤浆，水煤浆进入煤气化单元，与空分单元得到的氧气经高温气化炉制成合成气，粗合成气进入水煤变换单元调整氢碳比，之后进入合成气净化单元脱除合成气中的硫化物和酸性气体，洁净的合成气经甲醇合成单元被直接合成甲醇，然后经烯烃合成单元合成乙烯和丙烯。

现有煤制烯烃过程存在两个主要问题：第一，煤制烯烃过程的能耗是传统的石油裂解路线的2倍；第二，煤制烯烃过程的CO₂排放量是传统石油路线的5-6倍。煤制烯烃过程CO₂排放量大和能效低的主要原因是，煤气化过程所产生的粗合成气的氢碳比仅为0.7左右，而合成甲醇所需的氢碳比为2.1左右，因此粗合成气需进入水煤变换单元，将合成气中的CO转化为H₂和CO₂，这样就造成了大量的CO₂排放和碳元素的浪费，转化过程同时消耗大量的能量。

在煤化工过程中，应用碳捕集及封存（CCS）技术可明显减排CO₂。但是，应用CCS技术，会降低过程能效，例如，IGCC发电过程增加CCS后，能效降低了10%左右；同时产品成本也相应增加，例如，煤气化过程增加CCS后，产品成本增加了约30%。

联供过程可以解决煤化工中存在的上述问题。例如，煤和天然气联供制甲醇过程，能效比煤单独生产甲醇过程提高了五个百分点，过程的净收益提高1.4倍。带有CH₄干重整的煤和天然气联供过程，可减排CO₂约79%。然而，由于我国的天然气储量并不丰富。在国家发改委2012年12月发布的《天然气利用政策》中，提出天然气主要用于城市清洁燃料和居民家居用气，以降低日益严重的城市大气污染。而以天然气为原料制备甲醇以及甲醇下游产品，是被明令禁止的。

目前，尚没有将焦炉气与煤进行联供生产烯烃的相关实用新型。焦炉气是焦炭生产过程中煤炭干馏后产生的气副产体，主要组成包括H₂(55～60%)，CH₄(23～27%)，CO(5～8%)，N₂(3～6%)，CO₂(<2%)以及一些烃类。中国每年的焦炉气产量约为350亿标准立方米，然而，除20%被作为燃料直接燃烧外，大部分焦炉气被直接排放进入大气，浪费了大量的资源。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本实用新型的首要目的在于提供一种以煤和焦炉气为原料制烯烃的系统；

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：