碎煤加压气化合成气经甲醇合成汽油、联产液化天然气和用于焦油深加工的综合利用工艺的制作方法_2

文档序号:9343798阅读:来源:国知局
的经甲烷深冷分离器后的合成气分为两部分,其中占合成气体积20~ 30 %的第一部分进入变压吸附器提氢,而剩余的70~80 %的第二部分气体经侧线并与变 压吸附器的解吸气混合进入合成气压缩机组。
[0024] 如上所述的变压吸附的吸附压力为3. 0~4. OMpa,操作温度为30~40°C,经变压 吸附提取的氢气体积比彡99. 9%。
[0025] 如上所述的来自甲醇分离器和气液分离器的循环气之和与来自变压吸附的解吸 气和来自低温甲醇洗的二氧化碳之和的体积比为3~5。
[0026] 如上所述的甲醇合成塔采用管壳式等温反应器,其反应压力为5. 7~6. 5MPa,反 应温度为240~260°C,气体空速为15500~20000lV(Kg · h)。
[0027] 如上所述的甲醇合成的催化剂为南化集团研究院开发的C306、C307催化剂,大连 瑞克科技有限公司生产的RK-5催化剂或西南化工设计院开发的C302催化剂中的任意一 种。
[0028] 如上所述的甲醇合成塔出口的气相产品分为两股,第一股气相产品占反应器出口 气总体积的55~70%,而剩余的30~45%作为第二股气相产品。
[0029] 如上所述的甲醇净化器中装填漂莱特公司生产的CT151型酸性离子交换树脂,其 目的是将液相粗甲醇中的胺、甲胺和二甲胺等碱性氮化物脱除,并将粗甲醇中的碱性氮化 物含量控制在20ppm以下。
[0030] 如上所述的甲醇转化制汽油为一步法工艺,其合成油反应器采用绝热式固定床反 应器,进口气温度为300~350°C,反应压力为1. 5~2. 5MPa,甲醇质量空速为0. 8~I. 3h、
[0031] 如上所述的甲醇转化制汽油的催化剂采用中国科学院山西煤炭化学研究所开发 的JX6201型催化剂或托普索公司开发的GSK-10型催化剂。
[0032] 如上所述的经气液分离器分离出的气相分为两部分,其中占总体积4~8%的气 体进入膜分离器,而剩余的92~96%的气相返回至合成气压缩机组。
[0033] 如上所述的膜分离器的采用原美国孟山都公司生产的普利森(prisms)膜器或美 国法液空公司开发的膜分离器,分离压力2. 5~8. OMPa,分离温度40~90°C,经膜分离后 的氢气体积收率为90~92%,氢气产品体积浓度为91~95%。
[0034] 如上所述的煤气水分离器分离出的焦油、中油和部分外购焦油经净化后进入预分 馏塔,分离出360~460°C的馏分油作为加氢原料,而剩余的沥青进入延迟焦化炉中。
[0035] 如上所述的延迟焦化炉的反应温度为490~570°C,反应压力为0. 1~0. 5MPa。
[0036] 如上所述保护反应器的保护反应条件为:温度360~430 °C,反应压力11~ 15MPa,氢气和油的体积比为500:1~2000:1,液体的体积空速为0. 1~2h、
[0037] 如上所述的保护反应器中装填的保护催化剂为胜帮化工技术有限公司开发的 JEHT-11、JEHT-12和JEHT-13型保护剂或中国石化抚顺石油化工研究院开发的FZC-10、 FZClOQ和FZC-100系列催化剂,保护剂通过多层分级装填。
[0038] 如上所述的加氢精制反应条件为:温度300~430°C,压力为10~17Pa,氢油体积 比为1000:1~3000:1,液体体积空速为0. 1~I. 5h 1。
[0039] 如上所述的加氢精制催化剂为胜帮化工技术有限公司生产的JEHT-41型加氢催 化剂,上海新佑能源科技有限公司开发的NUHC-40A/B/C/D系列加氢催化剂,中国石化抚顺 石油化工研究院开发的FH-5A型、FH-98型加氢催化剂或标准催化剂公司生产的DH3551型 加氢精制催化剂。
[0040] 如上所述的加氢裂化反应条件为:温度360~470°C,压力为10~17Pa,氢气和油 体积比为800:1~2000:1,液体体积空速为0. 1~2h 1O
[0041] 如上所述的加氢裂化催化剂为上海新佑能源科技有限公司开发的NUHC-41A/B/C/ D系列加氢裂化催化剂或标准催化剂公司生产的Z3723型加氢裂化催化剂。
[0042] 本发明与现有技术相比,具有实质性特点和显著进步在于:
[0043] (1)发明人结合碎煤加压气化合成气的性质和副产焦油的特点,开发了一种合成 气将甲烷分离出来,然后经甲醇转化为汽油产品,并将富余的氢气用于焦油加氢精制和裂 化,大大提高了碎煤加压气化合成气的利用效率。
[0044] (2)本发明碎煤加压合成气经甲醇合成汽油,通过大量的实验、计算和多年的甲醇 制汽油设计经验,将仅部分通过气液分离的粗甲醇直接送往合成油反应器,减少了甲醇精 馏单元的设备投资和运行成本,与现有甲醇制汽油工艺采用精甲醇为原料的技术相比,其 设备投资减少了 10%以上,而运行成本降低了近5%,其年利润提高近20%。
[0045] (3)本发明公开的碎煤加压气化合成气综合利用工艺,其合成气经甲醇转化的汽 油产品能够与焦油加氢生成的轻质芳烃能够形成指标的互补,经调和后更能提高汽油的品 质,可直接作为汽油产品销售,避免了单独焦油加氢制得的汽油产品不达标而不能直接销 售的问题。
[0046] (4)本发明公开的碎煤加压气化合成气综合利用工艺,将预分馏塔的沥青等重组 分通过延迟焦化系统的裂化和缩合反应,且将MTG的重油进一步通过裂化反应,进一步增 大了焦油转化制汽柴油的产品收率。
[0047] (5)本发明将甲醇制汽油的驰放气进一步通过膜分离技术制取氢气,并用于焦油 加氢,而剩余的富含一氧化碳和二氧化碳的解吸气返回至合成气压缩进行甲醇合成反应, 减少了驰放气的排放和环境污染。
[0048] (6)本发明将低温甲醇洗剩余的CO2气体作为气化剂返回至气化炉参与气化,不但 减少了水蒸汽的用量和二氧化碳温室气体的排放量,而且增加了煤气中甲烷和一氧化碳等 有效气体成分的含量。
[0049] (7)本发明公开的碎煤加压气化合成气综合利用工艺,其主要产品为液化天然气、 汽油和柴油等产品,不但符合国家能源结构的调整方向,而且能够缓解国内对油气能源的 需求矛盾,具有重要的战略意义和巨大的市场前景。
[0050] 综上所述,发明人根据碎煤加压气化技术的产品组成和特点,通过大量的实验研 究、技术对比和模拟计算等大量创造性的劳动,并结合多年的工程化经验,将众多技术进行 创造性的组合,进而开发出一种利用率高、工艺简单、产品结构合理和环境污染小的碎煤加 压气化合成气的综合利用工艺,具有潜在的工业化前景,巨大的工业化前景和现实意义。
【附图说明】
[0051] 图1为本发明公开的工艺流程图。
[0052] 由图1所示,1是碎煤加压气化炉,2是变换炉,3是煤气冷却器,4是低温甲醇洗装 置,5是甲烷深冷分离器,6是变压吸附器,7是合成气压缩机组,8是甲醇合成塔,9是甲醇 分离器,10是甲醇净化器,11是合成油反应器,12是气液分离器,13是油品分离器,14是膜 分离器,15是煤气水分离器,16是预分馏塔,17是延迟焦化炉,18是保护反应器,19是加氢 精制反应器,20是精制产物分离系统,21是裂化反应器,22是裂化产物分离系统,23是稳定 塔,24是焦油加工产品分离系统,25是甲醇产品冷凝器,26是粗甲醇汽化器,27是汽油产品 冷凝器。
[0053] 附表说明
[0054] 表1为原料焦油为外购焦油和自产焦油混合后的性质。
[0055] 表2为原料中油的性质。
[0056] 表3为原料石脑油的性质。
[0057] 表4焦炉煤气经甲醇制备的汽油性质。
[0058] 表5焦油经延迟焦化、加氢精制和加氢裂化后的产品组成和收率。
【具体实施方式】
[0059] 下面通过具体实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的详细说明,但不应该将 此理解为本发明的范围仅限于上述实施例。
[0060] 实施例1
[0061] (1)原料褐煤以水蒸汽:二氧化碳:氧气=8kg :2m3:lm3为气化剂,并在1400°C,气 化压力为4MPa的条件下经碎煤加压气化1转化为组成为H2 37%、CO 20%、CO2 33%、CH49. 9%,N2 0. 1 %的合成气和焦油副产品,产生的合成气中占合成气总体积的25%的气体于 齐鲁石化研究院科力化工公司生产的QCS-04耐硫变换催化上,在反应温度为460°C、反应 压力为6MPa和气体空速为1000 Oh 1的条件下进行水汽变换反应后,与75%走侧线的合成 气混合进入煤气冷却系统3中,冷凝下的含油废水送往煤气水分离系统15中,而合成气则 进入低温甲醇洗系统4中,在操作温度为-60°C和操作压力4. OMPa的条件下,经低温甲醇洗 后气体中的硫脱除至〇. 01~〇. lppm,0)2脱除至0. 3~0. 8Vol%,其中脱除的H2S送往硫 回收系统,脱除的石脑油送往保护反应器18中,脱除的二氧化碳气体体积的8%进入合成 气压缩机组7中,而剩余的92 %则作为气化剂返回至碎煤加压气化炉中,而经净化后的合 成气进入甲烷深冷分离系统5中。
[0062] (2)经低温甲醇洗净化后的合成气进入甲烷深冷分离系统5后,先将焦炉煤气冷 却至-70°C后,于4. OMPa分离出乙烷、丙烷、少量二氧化碳和硫化物送往锅炉燃烧;然后气 相进一步冷却至-150°C,于4. OMPa分离出甲烷含量彡97%的LNG产品,并作为终端产品 销售,脱除甲烷后的合成气自甲烷深冷分离系统排出后分为两部分,其中占合成气体积的 30%的气体送往变压吸附系统6,在吸附压力为4. OMPa和操作温度为40°C的条件下进行变 压吸附,得到的体积浓度99.9%以上的氢气与来自膜分离系统14的渗透氢气、精制产物分 离系统20和裂化产物分离系统22的循环氢气混合后用于焦油加氢,而变压吸附的解吸气 与未经变压吸附占合成气体积70%的第二部分合成气合并,并与来自低温甲醇洗的部分二 氧化碳、甲烷分离器9和气液分离器12的循环气混合进入合成气压缩机组7中,并控制来 自甲醇分离器和气液分离器12的循环气之和与来自变压吸附的合成气和来自低温甲
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