[发明专利]一种煤与石油焦共气化系统及方法

说明书

本发明涉及碳基原料气化领域，具体涉及煤与石油焦共气化系统及方法，包括原料粉碎单元、流化床热解单元、流化床气化单元、气流床气化单元、热解产物净化单元、合成气净化单元和旋风分离器。粗煤粉在流化床热解单元发生热解制备热解半焦同时副产煤焦油与热解气，热解半焦与粗石油焦粉在流化床气化单元发生气化反应制备合成气；细煤粉和细石油焦粉进入气流床气化单元气化。热解气和合成气分别进入热解产物净化单元和合成气净化单元以获得洁净产物。本发明实现样品不同粒级的分级利用，在制备合成气同时副产煤焦油和热解气，通过热解提高煤中矿物质相对含量，利用煤中矿物质提高石油焦的气化活性，提高石油焦的气化效率。

技术领域

本发明涉及碳基原料气化技术领域，具体地涉及一种煤与石油焦共气化系统和方法。

背景技术

随着我国原油需求的增加、原油重质化程度的加深以及对汽柴油等轻馏分油要求的提高，延迟焦化工艺被各大炼厂广泛采用，石油焦的产量也逐年升高且高硫石油焦的比重逐渐增大。据统计，仅2018年1～10月份石油焦产量就高达2218.4万吨。

除部分优质石油焦用作工业原料外，其它主要用作燃烧发电，而高硫石油焦的燃烧则带来了严重的环境问题。根据《中华人民共和国大气污染防治法》的规定：不满足质量标准的石油焦，禁止在石油炼制企业流通和燃烧。环保的高要求限制了石油焦，特别是高硫石油焦的应用，因此开发石油焦的清洁高效利用技术成为一个急需解决的问题。

石油焦气化技术是一种清洁高效利用技术，且具有较好的经济效益。通过气化，石油焦转化为合成气，可以为炼厂提供必需的气体原料。盖希坤等人采用固定床反应器研究了石油焦水蒸气气化反应特性，发现在1000℃、0.1MPa、反应30min条件下，来自青岛炼化的石油焦转化率仅为45％左右，可见石油焦的气化反应活性较差，需要加入一部分添加剂以提高其气化反应活性。有研究表明碱金属、碱土金属以及铁、钙等矿物质对石油焦气化具有催化作用，但这些矿物质的使用又会带来新的固体废弃物。因此有必要寻找一种矿物替代物与石油焦共气化。

宁波中金石化有限公司进行了石油焦在多喷嘴对置式水煤浆气化装置上的应用，实验以低灰烟煤掺烧石油焦，发现产物的气体成分、气化炉壁温、渣的分布均出现不同。因此，有必要对相关工艺以及反应条件进行优化和改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中石油焦转化率低、利用率低、石油焦气化反应活性差等问题，提供一种煤与石油焦共气化系统及方法，该系统通过热解实现多联产并提高其附加值，同时热解可以对煤中的矿物质起富集作用，提高具有催化作用的活性组分的相对含量，而后将热解半焦与石油焦共气化可有效提高石油焦的气化反应活性，并降低石油焦中有害金属对炉壁的腐蚀，整套系统和方法可实现煤的多联产与石油焦利用有机耦合的目的。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种煤与石油焦共气化系统，所述共气化系统包括原料粉碎单元、流化床热解单元、流化床气化单元、气流床气化单元、旋风分离器、热解产物净化单元和合成气净化单元。

所述原料粉碎单元将原料粉碎并对粉碎后的原料进行粒度分级，原料粉碎单元设置粗物料出口和细物料出口，所述粗物料出口与所述流化床热解单元和流化床气化单元连通，所述细物料出口与所述气流床气化单元连通；

所述流化床热解单元设置物料出口和气体出口，所述物料出口与流化床气化单元连通，气体出口与热解产物净化单元连通。

所述流化床气化单元设置物料出口和气体出口，所述物料出口与所述流化床热解单元连通，气体出口与所述旋风分离器连通。

所述旋风分离器设置物料出口和气体出口，所述物料出口与所述气流床气化单元连通，气体出口与所述合成气净化单元连通。

所述气流床气化单元设置物料出口和气体出口，所述气体出口与所述合成气净化单元连通。