本發(fā)明涉及一種共煉與煤炭熱解一體化工藝，屬于石油化工和煤化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及汽車用量迅猛增加，中國的石油消費(fèi)量逐步提高，近兩年由于經(jīng)濟(jì)增速放緩，原油用量增速也降低，但現(xiàn)在和將來的相當(dāng)一段時期，中國的石油消費(fèi)量還將保持增長態(tài)勢。我國石油對外依存度不斷攀升，在2015年已超過60％，今后如果不做重大戰(zhàn)略調(diào)整，還會進(jìn)一步提高，給我國能源安全、經(jīng)濟(jì)安全乃至于軍事安全都形成了威脅。我國的資源稟賦是油少煤多，中國地質(zhì)調(diào)查局最新調(diào)查結(jié)果表明，我國能源礦產(chǎn)保有經(jīng)濟(jì)可儲量折合2150億噸油當(dāng)量，其中，煤炭占97％、石油1％、天然氣1.5％、鈾礦不足1％，一煤獨(dú)大，結(jié)構(gòu)失衡。清潔高效地利用煤炭生產(chǎn)成品油和化工品，是我國能源發(fā)展的必然選擇，能夠保障我國能源安全。

基于上述情況，人們開發(fā)了共煉技術(shù)和煤炭低溫?zé)峤饧夹g(shù)，目的是實(shí)現(xiàn)原油和煤炭的清潔高效加工。共煉技術(shù)是以原油和煤炭為原料，以漿態(tài)床加氫為核心加工裝置生產(chǎn)超清潔油品和芳烴，工藝路線為：煤粉在原油蒸餾后的渣油中進(jìn)行溶脹預(yù)處理，再與催化劑混合制成油煤漿；油煤漿升溫后加入氫氣，在漿態(tài)床組合裝置的高溫高壓環(huán)境中，按照自由基反應(yīng)機(jī)理，實(shí)現(xiàn)渣油和煤粉變成輕質(zhì)餾分油；餾分油再經(jīng)固定床加氫、催化重整工藝處理，最后生成汽油、航煤、柴油、芳烴和液化氣等產(chǎn)品。煤的熱解是指將煤在惰性氣氛下持續(xù)加熱至較高溫度時發(fā)生的一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程。在此過程中，煤發(fā)生交聯(lián)鍵斷裂、產(chǎn)物重組和二次反應(yīng)得到氣體(煤氣)、液體(焦油和水)及固體(半焦)等產(chǎn)物。

共煉技術(shù)的一個特點(diǎn)是氫耗高，如果采用煤制氫工藝，水耗高，采用天然氣制氫，天然氣消耗量大；煤炭低溫?zé)峤饽壳凹毙杞鉀Q的問題是固體產(chǎn)物半焦的利用問題，因?yàn)殄仩t對進(jìn)料煤的揮發(fā)分有一定要求，煤熱解后揮發(fā)分一般降低到10％以下，無法滿足煤粉鍋爐進(jìn)料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種共煉與煤炭熱解一體化工藝，將共煉工藝與煤炭熱解工藝結(jié)合起來，具體方案如下：

一種共煉與煤炭熱解一體化工藝，其特征在于將煤炭熱解所產(chǎn)生的全餾分的中低溫煤焦油作為共煉工藝中油煤漿態(tài)床加氫裝置的進(jìn)料之一，所述全餾分的中低溫煤焦油在漿態(tài)床原料油中的占比≤80％(質(zhì)量比)，或者中低溫煤焦油的輕質(zhì)餾分油作為共煉工藝中油煤漿態(tài)床加氫裝置的進(jìn)料之一，所述輕質(zhì)餾分油的沸點(diǎn)不高于450℃，該輕質(zhì)餾分油占進(jìn)料原料油的比例不受限制。

優(yōu)選的煤焦油摻混比例為15％-40％。

所述中低溫煤焦油優(yōu)選的指煤炭在不超過1000℃的溫度下熱解所產(chǎn)生的煤焦油。

優(yōu)選的煤炭在熱解過程中所產(chǎn)的水作為共煉工藝的脫鹽水。

優(yōu)選的煤炭在熱解過程中所產(chǎn)的合成氣經(jīng)處理后得到氫氣，所述氫氣作為共煉工藝的原料。

優(yōu)選的煤炭熱解所產(chǎn)半焦與共煉工藝中油煤漿態(tài)床加氫工藝所產(chǎn)油煤焦結(jié)合生產(chǎn)改性半焦，改性半焦的揮發(fā)分在10％以上。

進(jìn)一步優(yōu)選的將所述半焦研磨后與所述油煤焦進(jìn)行均勻攪拌，冷凝后在造粒成型為改性半焦，其中油煤焦在改性半焦中占5-30wt％。

本發(fā)明技術(shù)效果：

本發(fā)明將共煉和煤熱解工藝二者有機(jī)地綜合利用起來，構(gòu)建共煉和煤熱解一體化發(fā)展模式，提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)石化行業(yè)和煤化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時減少對進(jìn)口原油的依賴，提升國家能源安全。將共煉技術(shù)和煤炭熱解技術(shù)相結(jié)合，能夠最大程度地發(fā)揮二工藝的組合效應(yīng)：

1、煤低溫?zé)峤鉃楣矡掜?xiàng)目提供氫氣：低階煤低溫?zé)峤獾拿簹猱a(chǎn)率約為20％，煤氣中可制氫的有效成分達(dá)到85％以上，其中低碳烴類可通過水蒸氣裂解制取氫氣，CO可通過變換、凈化制取氫氣，為共煉項(xiàng)目提供氫源。

2、煤低溫?zé)峤鉃楣矡掜?xiàng)目提供工業(yè)用水：低階煤在熱解過程中產(chǎn)生的水包括煤中水分和熱解反應(yīng)生成的水分(約占空氣干燥基煤的5％)，這些水雖然含有酚類和氨類物質(zhì)，但可直接用于共煉工藝中脫出結(jié)晶鹽，也可以通過酚氨回收+生化處理+深度處理的工藝處理滿足工業(yè)用水要求。

3、煤低溫?zé)峤饨褂蜑楣矡掜?xiàng)目提供原料油：煤低溫?zé)峤馑a(chǎn)焦油，芳烴含量高，重組分處理難度大，只能用作焦化原料，經(jīng)濟(jì)效益低?？梢杂米鞴矡捲嫌?，由于煤焦油對煤的供氫能力不如渣油，但對煤的溶脹性能較好，煤焦油摻混比例一般為15％-40％，或者中低溫煤焦油的輕質(zhì)餾分油作為共煉工藝中油煤漿態(tài)床加氫裝置的進(jìn)料之一，所述輕質(zhì)餾分油的沸點(diǎn)不高于450℃，該輕質(zhì)餾分油占進(jìn)料原料油的比例不受限制，即上限可達(dá)到100％。共煉技術(shù)可以使低品質(zhì)煤焦油加工為市場短缺的芳烴和高品質(zhì)成品油，實(shí)現(xiàn)煤焦油的高效利用。

4、共煉工藝可解決煤熱解的半焦利用難題：共煉技術(shù)所產(chǎn)油煤焦揮發(fā)分可達(dá)50％以上，與半焦以一定的比例摻混生產(chǎn)改性半焦，可以提高半焦在鍋爐中的燃燒性性能，最大程度地發(fā)揮組合效應(yīng)，提高油煤焦和半焦的利用價值和附加值。

本發(fā)明提供了一種煉油和煤化工的耦合技術(shù)，該技術(shù)以原油和煤炭為原料，以共煉和煤熱解技術(shù)為核心，形成原油和煤炭的清潔高效加工工藝。本發(fā)明能夠最大程度的發(fā)揮共煉和煤熱解工藝的組合優(yōu)勢：將煤熱解產(chǎn)生的荒煤氣作為制氫原料，為共煉項(xiàng)目提供氫氣；煤熱解產(chǎn)生的水作為共煉項(xiàng)目的水源，減少新鮮水消耗量；共煉項(xiàng)目可以高收率地加工煤熱解產(chǎn)生的煤焦油；共煉所產(chǎn)油煤焦與煤熱解的半焦摻混，可解決半焦的利用問題。

本發(fā)明不僅是為煤熱解的產(chǎn)物找到了利用方向，同時還找到了一種高效的油煤共煉的工藝，開拓性的將現(xiàn)有技術(shù)中并不能用于油煤共煉的煤焦油通過轉(zhuǎn)換思路使其在油煤混煉中發(fā)揮出作用，實(shí)現(xiàn)更有價值的利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更好的解釋本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。

實(shí)施例1

1、原料：以原油和煙煤為共煉原料，其性質(zhì)見表1和表2，以褐煤為熱解原料，其性質(zhì)見表3。

表1原油的基本性質(zhì)表

表2共煉用煤的基本性質(zhì)表

表3熱解煤基本性指標(biāo)

2、工藝流程(如圖1所示)：

(1)煤炭熱解：將煤炭進(jìn)行低溫?zé)峤?，熱解產(chǎn)約占進(jìn)料煤10％的中低溫煤焦油，煤焦油性質(zhì)見表4；產(chǎn)占進(jìn)料煤20wt％的煤氣(氣體中氫氣占60vol％，一氧化碳占20vol％，二氧化碳占10vol％，其余為C1、C2等輕烴)，將煤氣中的氫氣分離出來，剩余的CO和烴類經(jīng)變換工藝生產(chǎn)氫氣；副產(chǎn)占原料煤20％的水用作脫鹽水；產(chǎn)約占進(jìn)料50％的半焦。

表4中低溫煤焦油性質(zhì)

(2)共煉：原油經(jīng)常壓蒸餾裝置蒸餾，分餾出石腦油、煤油和常壓渣油餾分、還有少量的干氣和液化氣。將煤熱解所產(chǎn)煤焦油與常壓渣油為1:3的比例混合，然后將混合后的重油與煤粉按照0.85:1的比例進(jìn)行溶脹處理制得油煤漿，再加入氫氣和催化劑，進(jìn)入漿態(tài)床加氫裝置。漿態(tài)床加氫裝置生產(chǎn)出石腦油餾分、柴油餾分、干氣和液化氣；將柴油餾分送入固定床裝置(加氫改質(zhì)單元)，在此生成石腦油餾分，煤油和柴油產(chǎn)品；常壓裝置、漿態(tài)床裝置生產(chǎn)的石腦油、干氣、液化氣進(jìn)入輕烴回收裝置，在此完成脫硫和回收氣體中的石腦油餾分的任務(wù)；輕烴回收裝置生產(chǎn)的石腦油和與固定床加氫裝置生產(chǎn)的石腦油分進(jìn)入催化重整裝置(含芳烴抽提)生產(chǎn)芳烴和高辛烷值汽油，輕烴回收和固定床裝置的酸性氣進(jìn)入硫磺回收裝置(含酸性水汽提和溶劑再生)回收硫磺，液硫作為硫化劑使用，其余部分作為硫磺送出裝置。

以原油、煤炭和焦油為基準(zhǔn)，成品油加芳烴收率為70.34％，油煤焦產(chǎn)率為18％，液化氣收率為3.4％，液體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和主要指標(biāo)見下表：

(3)將共煉所產(chǎn)油煤焦與半焦按照15:85的比例進(jìn)行混合、冷卻、造粒制成改性半焦。

漿態(tài)床裝置生產(chǎn)的油煤焦經(jīng)成型后作為動力或制氫原料使用。

實(shí)施例2

本實(shí)施例其它工藝流程和原料與實(shí)施例1相同，但煤焦油先進(jìn)行分餾，將其輕質(zhì)餾分油作為共煉工藝中油煤漿態(tài)床加氫裝置的進(jìn)料之一，所述輕質(zhì)餾分油的沸點(diǎn)不高于450℃，該輕質(zhì)餾分油占進(jìn)料原料油的比例為85％。由于分餾后的輕質(zhì)餾分油有著更好的供氫能力，因此加入比例可以大于僅將煤焦油作為進(jìn)料。成品油產(chǎn)率與實(shí)施例1接近。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，例如具體添加比例在范圍內(nèi)的更改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。