一种利用低阶煤的系统和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610899948.4

申请日:

2016.10.14

公开号:

CN106318430A

公开日:

2017.01.11

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||著录事项变更IPC(主分类):C10G 1/00变更事项:申请人变更前:北京神雾环境能源科技集团股份有限公司变更后:神雾科技集团股份有限公司变更事项:地址变更前:102200 北京市昌平区科技园区昌怀路155号变更后:102200 北京市昌平区科技园区昌怀路155号|||实质审查的生效IPC(主分类):C10G 1/00申请日:20161014|||公开

IPC分类号:

C10G1/00; C10B53/04; C01B17/04; B01D53/78; B01D53/48; B01D53/62; B01D53/96

主分类号:

C10G1/00

申请人:

北京神雾环境能源科技集团股份有限公司

发明人:

闫琛洋; 朱元宝; 许梅梅; 杜少春; 史雪君; 薛逊; 吴道洪

地址:

102200 北京市昌平区科技园区昌怀路155号

优先权:

专利代理机构:

北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙) 11446

代理人:

刘国伟;武玉琴

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内容摘要

本发明公开一种利用低阶煤的系统和方法,包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元、催化剂制备单元和热解油气处理单元:其中,热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离;脱硫脱碳单元用于将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气;硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收,硫化氢进一步转变为单质硫;在催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附,吸附饱和后的吸附剂用作所述热解油气处理单元的催化剂;热解油气处理单元用于氢气、催化剂和煤焦油的反应。本发明能够充分利用煤热解过程及焦油加氢过程产生的酸性气体,并通过吸附剂在处理酸性气体的同时完成了煤焦油悬浮床加氢预处理催化剂的制备。

权利要求书

1.一种利用低阶煤的系统,包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元、催化剂制备
单元和热解油气处理单元;其中,
所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、第一热解气体出口、第二热解气体出口
和油水分离后煤焦油出口,所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及
油水混合物的分离;
所述脱硫脱碳单元包括第一热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、
第一产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口,所述脱硫脱碳单元用于将气体进行脱硫脱碳
处理得到产品气;
所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口和硫磺回收溶液入口,所述硫磺回收
单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收,硫化氢进一步转变为单质硫;
所述催化剂制备单元包括第二热解气体入口、第二产品气出口和催化剂出口,在所述
催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附,吸附饱和后的吸附剂用作所述热解油
气处理单元的催化剂;
所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口,催化剂入口、轻质油品
产物出口和油气处理后尾气出口,所述热解油气处理单元用于氢气、催化剂和煤焦油的反
应,得到轻质油品产物和油气处理后尾气,油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处
理;
所述第一热解气体出口和所述第一热解气体入口相连,所述第二热解气体出口和所述
第二热解气体入口相连,所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连,
所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连,所述脱硫脱碳后酸性气体出口
和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连,所述催化剂入口所述催化剂出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连:
所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解;
所述分离器用于热解油气中气相液相和固相的分离;
所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却,得到热解气体进入所述脱硫脱碳单
元,得到的油水混合物进入所述分流槽;
所述分流槽用于将冷却后的油水混合物进行分离,得到油水分离后的煤焦油进入所述
热解油气处理单元。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述脱硫脱碳单元包括吸收塔和再生塔:
所述吸收塔用于将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳
反应,吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进入所述再生塔;
所述再生塔对所述吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进行再生处理,再生之后的溶剂返
回吸收塔循环使用,再生塔塔顶气进入所述硫磺回收单元;
所述硫磺回收单元包括硫磺回收装置和烘干器:
所述硫磺回收装置采用络合铁硫磺回收溶液,回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢转变
为单质硫由塔底排出;
所述烘干器用于将塔底排出的单质硫进行干燥。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述催化剂制备单元包括吸附塔和粉碎机:
所述吸附塔以氧化铁为吸附剂,用于对来自于所述热解单元的酸性气体进行吸附;
所述粉碎机用于对吸附饱和之后的吸附剂进行粉碎,粉碎后作为催化剂进入所述热解
油气处理单元。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述热解油气处理单元包括悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器和提氢装置:
所述悬浮床用于将氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理,得到的气体从塔顶排出进
入所述提氢装置,得到的油品进入所述过滤器;
所述过滤器用于将预加氢处理后得到的油品进行过滤,同时过滤产生的固相产品作为
外甩尾渣排出过滤器;
所述固定床用于将来自所述过滤器的油品进行加氢精制和加氢裂化反应,反应之后的
气液相产品进入所述气液分离器;
所述气液分离器用于将反应后的气液相产品进行分离,得到的液相作为轻质油品产
物,得到的气体进入所述提氢装置;
所述提氢装置处理气体后得到的氢气进入所述悬浮床循环使用,得到的酸性气体进入
所述脱硫脱碳单元。
6.一种用权利要求1所述系统利用低阶煤的方法,其特征在于,包括步骤:
A.热解:在所述热解单元先将低阶煤粉进行热解,然后将得到的热解油气进行过滤和
冷却,得到热解气体和油水混合物,最后将所述油水混合物进行分离;
B.脱硫脱碳:在所述脱硫脱碳单元将酸性气体进行脱硫脱碳处理得到产品气和脱硫脱
碳后酸性气体;
C.硫磺回收:在所述硫磺回收单元对所述脱硫脱碳后酸性气体进行硫化氢回收,所述
硫化氢转变为单质硫;
D.催化剂制备:在所述催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附,将吸附饱
和后的吸附剂用作所述热解油气处理单元的催化剂;
E.热解油气处理:在所述热解油气处理单元进行氢气、催化剂和煤焦油的反应,得到轻
质油品产物和油气处理后尾气,将所述油气处理后尾气输至所述脱硫脱碳单元继续处理。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
在所述步骤A中,先将低阶煤粉置于所述快速热解炉进行热解,热解之后得到的提制煤
由炉底排出,热解后得到所述热解油气输至所述分离器对气液固进行分离;
然后在所述冷却塔将过滤后的热解油气进行冷却,得到所述热解气体输至所述脱硫脱
碳单元,得到的所述油水混合物输至所述分流槽;
最后在所述分流槽将冷却后的所述油水混合物进行分离,得到油水分离后的煤焦油输
至所述热解油气处理单元;
将所述低阶粉煤的粒径控制在小于或等于3mm,所述快速热解炉控制在500~900℃,所
述冷却塔塔底的温度控制在70~90℃。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
在所述步骤B中,先在所述吸收塔将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气
体进行脱硫脱碳反应,反应之后的产品气由塔顶排出,吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液输
至所述再生塔,然后在所述再生塔对脱硫脱碳溶液进行再生处理,将再生之后的溶剂输至
吸收塔循环使用,再生塔塔顶气输至所述硫磺回收单元;
在所述步骤C中,先在所述硫磺回收装置以络合铁硫磺作为回收溶液,利用自循环回收
工艺回收酸性气体中的硫化氢,所述硫化氢转变为单质硫由塔底排出,然后在所述烘干器
将塔底排出的单质硫进行干燥得到单质硫。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
在所述步骤D中,先在所述吸附塔中以氧化铁为吸附剂,对来自于所述热解单元的气体
进行吸附,得到产品气;然后在所述粉碎机将吸附饱和之后的吸附剂进行粉碎,将粉碎后的
吸附剂作为催化剂输至所述热解油气处理单元。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
在所述步骤E中,先在所述悬浮床将氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理,将得到的
气体从塔顶排出输至所述提氢装置,得到的油品输至所述过滤器进行过滤,过滤同时产生
的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器;
然后在所述固定床对过滤后的油品进行加氢精制和加氢裂化反应,将反应之后的气液
相产品输至所述气液分离器;
再然后在所述气液分离器对反应后的气液相产品进行分离,得到的液相即为轻质油品
产物,得到的气体输至所述提氢装置;
最后在提氢装置对气体处理后,将得到的氢气输至所述悬浮床循环使用,得到的酸性
气体输至所述脱硫脱碳单元进一步处理;
所述催化剂占所述煤焦油质量的1~5%,所述氢气与所述煤焦油的体积比为800~
2000:1。

说明书

一种利用低阶煤的系统和方法

技术领域

本发明属于煤处理技术领域,特别涉及一种利用低阶煤的系统和方法。

背景技术

煤炭分质利用被认为是煤炭清洁高效利用的有效途径,也是我国“十三五”煤化工
重点发展的方向。煤炭的分质利用就是通过热解将煤炭中不同成分先分离出来,包括煤气、
焦油和半焦等。煤焦油通过加氢可以生产出汽油、柴油,半焦通过热解变成低挥发分、低硫
的清洁燃料,代替散烧煤减少对大气的污染。

煤炭分质利用“龙头”是煤的热解技术,要提取规模产量的焦油、煤气,煤分质利用
需要规模化、大型化,单套煤热解装置规模越来越大型化,在低阶煤的分质利用过程中,快
速热解一般处理粉煤原料,粉煤在热解炉中温度升高快,停留时间短,获得的煤焦油甲苯不
溶物含量较高,主要是煤灰、煤粉等,且黏度较大、含重质组分多、热稳定性较差,属于重质、
劣质焦油的范畴,这些缺点导致其深加工难度较大。

现有技术公开了一种煤热解焦油回收方法,该发明是将热解气与冷焦油在焦油回
收塔中进行接触换热,使热解气中的焦油冷凝回收,一部分冷凝焦油经热量回收并经固液
分离出粉尘后作为热解气的冷却介质,一部分循环回焦油回收塔底部,提高焦油在焦油回
收塔底部的流速,防止粉尘沉积堵塞回收塔。该发明利用重质焦油作为冷却介质,部分重质
焦油需要经固液分离脱除粉尘,重质焦油中的粉尘很难除去,获得一定量的难以利用的油
泥,且重质焦油的后续深加工难度较大。此外,该方法中焦油回收塔上端装有填料,此段冷
却温度低,热解气可能会携带少量重质焦油在此冷凝,长时间运行会堵塞冷却塔。

现有技术还公开了一种提高煤热解低温焦油品质的方法,该方法是将低温煤焦油
或其蒸馏残渣加入原料煤中进行共热解,获取焦油和气态烃产物的制备方法。具体方法是
将低温煤焦油或其蒸馏残渣与原料煤进行均匀混合,共同进入热解炉中共热解,获得液体
产物、热解气、半焦,液体产物为油水混合物,经油水分离后得到低温煤焦油。该发明中低温
煤焦油或其蒸馏残渣的粘度都较大,其与原料煤进行均匀混合的方式会使煤粉成块状或泥
状,给原料筛分、破碎等处理带来困难。此外,热解油气采用水冷,会产生大量污水,同时热
解油气热量也没有有效利用。

发明内容

本发明耦合了煤的快速热解、热解油气处理和该过程中产生的酸性尾气处理工
艺。旨在提供一种以低阶粉煤快速热解为源头的,热解油气高效利用以及酸性气体合理回
收处理的煤炭高效分级利用工艺。该工艺能够以低阶煤作为原料生产高品质提制煤,清洁
液体燃料,并且能够回收处理热解过程及油气资源清洁化处理过程中的S、N等杂元素,做到
环境友好,产出资源合理利用。

为实现上述目的,本发明提出了一种利用低阶煤的系统,包括热解单元、脱硫脱碳
单元、硫磺回收单元、催化剂制备单元和热解油气处理单元;其中,

所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、第一热解气体出口、第二热解气体
出口和油水分离后煤焦油出口,所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却
以及油水混合物的分离;

所述脱硫脱碳单元包括第一热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液
入口、第一产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口,所述脱硫脱碳单元用于将酸性气体进
行脱硫脱碳处理得到产品气;

所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口和硫磺回收溶液入口,所述硫磺
回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收,硫化氢进一步转变为单质硫;

所述催化剂制备单元包括第二热解气体入口、第二产品气出口和催化剂出口,在
所述催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附,吸附饱和后的吸附剂用作所述热
解油气处理单元的催化剂;

所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口,催化剂入口、轻质
油品产物出口和油气处理后尾气出口,所述热解油气处理单元用于氢气、催化剂和煤焦油
的反应,得到轻质油品产物和油气处理后尾气,油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继
续处理;

所述第一热解气体出口和所述第一热解气体入口相连,所述第二热解气体出口和
所述第二热解气体入口相连,所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相
连,所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连,所述脱硫脱碳后酸性气体
出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连,所述催化剂入口所述催化剂出口相连。

具体地,所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连:

所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解;

所述分离器用于热解油气中气相液相和固相的分离;

所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却,得到热解气体进入所述脱硫脱碳
单元,得到的油水混合物进入所述分流槽;

所述分流槽用于将冷却后的油水混合物进行分离,得到油水分离后的煤焦油进入
所述热解油气处理单元。

进一步地,所述脱硫脱碳单元包括吸收塔和再生塔:

所述吸收塔用于将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫
脱碳反应,吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进入所述再生塔;

所述再生塔对所述吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进行再生处理,再生之后的溶
剂返回吸收塔循环使用,再生塔塔顶气进入所述硫磺回收单元。

进一步地,所述硫磺回收单元包括硫磺回收装置和烘干器:

所述硫磺回收装置采用络合铁硫磺回收溶液,回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢
转变为单质硫由塔底排出;

所述烘干器用于将塔底排出的单质硫进行干燥。

具体地,所述催化剂制备单元包括吸附塔和粉碎机:

所述吸附塔以氧化铁为吸附剂,用于对来自于所述热解单元的酸性气体进行吸
附;

所述粉碎机用于对吸附饱和之后的吸附剂进行粉碎,粉碎后作为催化剂进入所述
热解油气处理单元。

进一步地,所述热解油气处理单元包括悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器和提
氢装置:

所述悬浮床用于将氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理,得到的气体从塔顶排
出进入所述提氢装置,得到的油品进入所述过滤器;

所述过滤器用于将预加氢处理后得到的油品进行过滤,同时过滤产生的固相产品
作为外甩尾渣排出过滤器;

所述固定床用于将来自所述过滤器的油品进行加氢精制和加氢裂化反应,反应之
后的气液相产品进入所述气液分离器;

所述气液分离器用于将反应后的气液相产品进行分离,得到的液相作为轻质油品
产物,得到的气体进入所述提氢装置;

所述提氢装置处理气体后得到的氢气进入所述悬浮床循环使用,得到的酸性气体
进入所述脱硫脱碳单元。

本发明还提供一种利用低阶煤的方法,包括如下步骤:

A.热解:在所述热解单元先将低阶煤粉进行热解,然后将得到的热解油气进行过
滤和冷却,得到热解气体和油水混合物,最后将所述油水混合物进行分离;

B.脱硫脱碳:在所述脱硫脱碳单元将酸性气体进行脱硫脱碳处理得到产品气和脱
硫脱碳后酸性气体;

C.硫磺回收:在所述硫磺回收单元对所述脱硫脱碳后酸性气体进行硫化氢回收,
所述硫化氢转变为单质硫;

D.催化剂制备:在所述催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附,将吸
附饱和后的吸附剂用作所述热解油气处理单元的催化剂;

E.热解油气处理:在所述热解油气处理单元进行氢气、催化剂和煤焦油的反应,得
到轻质油品产物和油气处理后尾气,将所述油气处理后尾气输至所述脱硫脱碳单元继续处
理。

进一步地,在所述步骤A中,先将低阶煤粉置于所述快速热解炉进行热解,热解之
后得到的提制煤由炉底排出,热解后得到所述热解油气输至所述分离器对气液固进行分
离;

然后在所述冷却塔将过滤后的热解油气进行冷却,得到所述热解气体输至所述脱
硫脱碳单元,得到的所述油水混合物输至所述分流槽;

最后在所述分流槽将冷却后的所述油水混合物进行分离,得到油水分离后的煤焦
油输至所述热解油气处理单元。

优选地,将所述低阶粉煤的粒径控制在小于或等于3mm,所述快速热解炉控制在
500~900℃,所述冷却塔塔底的温度控制在70~90℃。

具体地,在所述步骤B中,先在所述吸收塔将来自所述热解单元和所述热解油气处
理单元的气体进行脱硫脱碳反应,反应之后的产品气由塔顶排出,吸收了酸性气体的脱硫
脱碳溶液输至所述再生塔,然后在所述再生塔对脱硫脱碳溶液进行再生处理,将再生之后
的溶剂输至吸收塔循环使用,再生塔塔顶气输至所述硫磺回收单元。

进一步地,在所述步骤C中,先在所述硫磺回收装置以络合铁硫磺作为回收溶液,
利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢,所述硫化氢转变为单质硫由塔底排出,然
后在所述烘干器将塔底排出的单质硫进行干燥得到单质硫。

具体地,在所述步骤D中,先在所述吸附塔中以氧化铁为吸附剂,对来自于所述热
解单元的气体进行吸附,得到产品气;然后在所述粉碎机将吸附饱和之后的吸附剂进行粉
碎,将粉碎后的吸附剂作为催化剂输至所述热解油气处理单元。

进一步地,在所述步骤E中,先在所述悬浮床将氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢
处理,将得到的气体从塔顶排出输至所述提氢装置,得到的油品输至所述过滤器进行过滤,
过滤同时产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器;

然后在所述固定床对过滤后的油品进行加氢精制和加氢裂化反应,将反应之后的
气液相产品输至所述气液分离器;

再然后在所述气液分离器对反应后的气液相产品进行分离,得到的液相即为轻质
油品产物,得到的气体输至所述提氢装置;

最后在提氢装置对气体处理后,将得到的氢气输至所述悬浮床循环使用,得到的
酸性气体输至所述脱硫脱碳单元进一步处理。

优选地,所述催化剂占所述煤焦油质量的1~5%,所述氢气与所述煤焦油的体积
比为800~2000:1。

本发明能够充分利用煤热解过程及焦油加氢过程产生的酸性气体,并通过吸附剂
在处理酸性气体的同时完成了煤焦油悬浮床加氢预处理催化剂的制备。此外,本发明能够
将煤热解、悬浮床加氢、油品精制所产生的酸性尾气统一处理,循环使用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变
得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的低阶煤利用系统结构示意图。

图2是本发明的低阶煤利用工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能
够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施
例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。

本发明是粉煤通过快速热解炉进行提制处理,固体产物是产品提制煤,热解油气
通过冷却,气相产品经电捕焦油装置处理之后进入净化系统,生产纯净的热解气进入下游
处理工艺。热解焦油经过悬浮床进行初加氢处理,轻质组分进入固定床深度加工生产不同
馏分的各种馏分燃料油。

本发明所述的低阶煤处理工艺,主要包括以下步骤:

(1)粉煤进入下行床热解炉,产生的热解油气经除尘器除去大颗粒机械杂质后进
入急冷塔,在急冷塔中进行喷淋冷却,

(2)部分热解气进入净化系统进行净化处理,处理之后的热解其中H2S和CO2达到产
品气要求,酸性气体进入硫磺回收单元,进行硫磺回收处理;部分热解气通过氧化铁法脱除
其中的酸性气体;

(3)冷却回收的煤焦油经过脱水处理之后进入悬浮床反应器,进行预加氢轻质化
处理;

(4)处理之后的油品经过过滤处理之后进入,固定床加氢精制反应和加氢裂化反
应装置,生产不同馏分的产品油;

(5)固定床加氢处理之后的气体经过提氢处理之后,酸性气体直接进入硫磺回收
单元进行处理;

(6)氧化铁法处理含H2S的酸性气体之后转换为硫化铁经过粉碎之后作为催化剂
参与煤焦油加氢轻质化反应。

如图2,本发明所述低阶煤利用过程包括以下设备单元和过程,设备单元包括:快
速热解炉、分离器、冷却塔、吸收塔、再生塔、硫磺回收、吸附塔、粉碎机、分流槽、悬浮床、过
滤器、固定床、气液分离器、提氢。详细过程如下:

低阶粉煤在下行床进行热解,热解油气混合物由下行床上端的排气口排出,经过
热解之后低阶粉煤转变为提制煤,由快速热解炉下部作为产品排出;

从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔,冷却塔中热解油气
从冷却塔下端进入塔中,冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温,未经冷却的气体
从塔顶排出冷却塔,冷却之后的油水混合物由塔底流出;

热解气和经过提氢处理之后的部分加氢反应尾气混合之后由有吸收塔下端进入,
脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔,与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应,反应之后的产品气
由塔顶排出,吸收了酸性气体的脱硫溶液进入再生塔;

热解气和经过提氢处理之后的部分加氢反应尾气混合之后由吸附塔上端进入,净
化之后的气体由塔下部排出进入产品气管线;

吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液,进入再生塔,再生之后的溶剂返回吸收塔循环
使用,再生塔塔顶气排出进入下一单元;

再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元,硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液,
利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢转变为单质硫由塔底排出;

吸附塔内吸附饱和之后的脱硫吸附剂(氧化铁),经塔底排出后进入粉碎机进行粉
碎后作为催化剂进入悬浮床;

由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐,进行油水分离,分
离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元;

氢气、催化剂和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理,加氢之后的气体从悬浮
床塔顶排出,经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元;

预加氢油产品经过过滤之后,液相产品进入固定床加氢单元,同时过滤产生的固
相产品作为外甩尾渣排出过滤器;

过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应,
反应之后的气液相产品进入气液分离器,液相作为轻质油品产物,气体进入提氢装置,氢气
可以循环使用,尾气进入吸收塔。

本发明将煤热解过程及煤焦油加氢过程中所产生的尾气分批利用,在处理酸性气
体的基础上又能够使得处理之后的吸附剂作为煤焦油悬浮床预加氢处理的催化剂,达到了
综合利用的效果和目的。

下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅仅是描述
性的,而不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例提出了一种处理煤焦油的系统,包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收
单元、催化剂制备单元和热解油气处理单元:

低阶粉煤粒径(≤3mm),在下行床进行热解,下形成温度控制为700℃,热解油气混
合物由下行床上端的排气口排出,经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤,由快速热解炉下
部作为产品排出;

从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔,冷却塔中热解油气
从冷却塔下端进入塔中,冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温,经降温处理后塔
底的温度控制在80℃,未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔,冷却之后的油水混合物由塔底
流出;

由吸收塔下端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的99.5%,脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔,与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应,反应之
后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm,CO2≤2%,吸收了酸性气体的脱硫溶液
进入再生塔;

由吸附塔顶端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的0.5%,经过净化之后的气体由塔底排出,进入产品气管线;

吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液,进入再生塔,再生之后的溶剂返回吸收塔循环
使用,再生塔塔顶气排出进入下一单元;

再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元,硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液,
利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢转变为单质硫由塔底排出;

吸附塔内排出的吸附硫化氢饱和之后的吸附剂,经过粉碎机粉碎后与氢气、煤焦
油混合后进入悬浮床加氢反应器,进入该单元的吸附剂与煤焦油的质量比为3:100;

由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐,进行油水分离,分
离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元;

氢气、催化剂(吸附饱和的吸附剂)和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理,催
化剂占焦油原料质量的2%,氢气与焦油的体积比为1200:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶
排出,经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元;

预加氢油产品经过过滤之后,液相产品进入固定床加氢单元,同时过滤产生的固
相产品作为外甩尾渣排出过滤器;

过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应,
反应之后的气液相产品进入气液分离器,液相作为轻质油品产物,气体进入提氢装置,氢气
可以循环使用,酸性气体进入吸收塔。

实施例2

本实施例与上述实施例1所用系统一样,但工艺条件不同,如下所述:

低阶粉煤粒径(≤3mm),在下行床进行热解,下形成温度控制为500℃,热解油气混
合物由下行床上端的排气口排出,经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤,由快速热解炉下
部作为产品排出;

从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔,冷却塔中热解油气
从冷却塔下端进入塔中,冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温,经降温处理后塔
底的温度控制在70℃,未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔,冷却之后的油水混合物由塔底
流出;

由吸收塔下端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的99.5%,脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔,与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应,反应之
后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm,CO2≤2%,吸收了酸性气体的脱硫溶液
进入再生塔;

由吸附塔顶端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的0.5%,经过净化之后的气体由塔底排出,进入产品气管线;

吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液,进入再生塔,再生之后的溶剂返回吸收塔循环
使用,再生塔塔顶气排出进入下一单元;

再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元,硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液,
利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢转变为单质硫由塔底排出;

吸附塔内排出的吸附硫化氢饱和之后的吸附剂,经过粉碎机粉碎后与氢气、煤焦
油混合后进入悬浮床加氢反应器,进入该单元的吸附剂与煤焦油的质量比为3:100;

由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐,进行油水分离,分
离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元;

氢气、催化剂(吸附饱和的吸附剂)和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理,催
化剂占焦油原料质量的4%,氢气与焦油的体积比为1500:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶
排出,经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元;

预加氢油产品经过过滤之后,液相产品进入固定床加氢单元,同时过滤产生的固
相产品作为外甩尾渣排出过滤器;

过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应,
反应之后的气液相产品进入气液分离器,液相作为轻质油品产物,气体进入提氢装置,氢气
可以循环使用,酸性气体进入吸收塔。

实施例3

本实施例与上述实施例1所用系统一样,但工艺条件不同,如下所述:

低阶粉煤粒径(≤3mm),在下行床进行热解,下形成温度控制为900℃,热解油气混
合物由下行床上端的排气口排出,经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤,由快速热解炉下
部作为产品排出;

从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔,冷却塔中热解油气
从冷却塔下端进入塔中,冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温,经降温处理后塔
底的温度控制在90℃,未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔,冷却之后的油水混合物由塔底
流出;

由吸收塔下端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的99.5%,脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔,与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应,反应之
后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm,CO2≤2%,吸收了酸性气体的脱硫溶液
进入再生塔;

由吸附塔顶端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的0.4%,经过净化之后的气体由塔底排出,进入产品气管线;

吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液,进入再生塔,再生之后的溶剂返回吸收塔循环
使用,再生塔塔顶气排出进入下一单元;

再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元,硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液,
利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢转变为单质硫由塔底排出;

吸附塔内排出的吸附硫化氢饱和之后的吸附剂,经过粉碎机粉碎后与氢气、煤焦
油混合后进入悬浮床加氢反应器,进入该单元的吸附剂与煤焦油的质量比为3:120;

由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐,进行油水分离,分
离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元;

氢气、催化剂(吸附饱和的吸附剂)和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理,催
化剂占焦油原料质量的1%,氢气与焦油的体积比为2000:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶
排出,经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元;

预加氢油产品经过过滤之后,液相产品进入固定床加氢单元,同时过滤产生的固
相产品作为外甩尾渣排出过滤器;

过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应,
反应之后的气液相产品进入气液分离器,液相作为轻质油品产物,气体进入提氢装置,氢气
可以循环使用,酸性气体进入吸收塔。

实施例4

本实施例与上述实施例1所用系统一样,但工艺条件不同,如下所述:

低阶粉煤粒径(≤3mm),在下行床进行热解,下形成温度控制为800℃,热解油气混
合物由下行床上端的排气口排出,经过热解之后低阶粉煤转变为提制煤,由快速热解炉下
部作为产品排出;

从快速热解炉上端排出的热解油气经过过滤之后进入冷却塔,冷却塔中热解油气
从冷却塔下端进入塔中,冷却水从上端进入塔与热解油气逆向接触降温,经降温处理后塔
底的温度控制在80℃,未经冷却的气体从塔顶排出冷却塔,冷却之后的油水混合物由塔底
流出;

由吸收塔下端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的99.5%,脱硫溶剂由塔顶流入吸收塔,与气体逆流接触进行脱除酸性组分反应,反应之
后的产品气由塔顶排出产品气中的硫含量≤20ppm,CO2≤2%,吸收了酸性气体的脱硫溶液
进入再生塔;

由吸附塔顶端进入的热解气和经过提氢处理之后的加氢反应尾气混合气占总气
量的0.6%,经过净化之后的气体由塔底排出,进入产品气管线;

吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液,进入再生塔,再生之后的溶剂返回吸收塔循环
使用,再生塔塔顶气排出进入下一单元;

再生塔塔顶酸性气进入硫磺回收单元,硫磺回收单元采用络合铁硫磺回收溶液,
利用自循环回收工艺回收酸性气体中的硫化氢,硫化氢转变为单质硫由塔底排出;

吸附塔内排出的吸附硫化氢饱和之后的吸附剂,经过粉碎机粉碎后与氢气、煤焦
油混合后进入悬浮床加氢反应器,进入该单元的吸附剂与煤焦油的质量比为3:90;

由冷却塔底排出的冷却后的煤焦油和水的混合物进入缓冲罐,进行油水分离,分
离之后的煤焦油进入悬浮床加氢单元;

氢气、催化剂(吸附饱和的吸附剂)和煤焦油一起进入悬浮床进行预加氢处理,催
化剂占焦油原料质量的5%,氢气与焦油的体积比为800:1。加氢之后的气体从悬浮床塔顶
排出,经过预加氢处理之后的油品经过过滤之后进入下一单元;

预加氢油产品经过过滤之后,液相产品进入固定床加氢单元,同时过滤产生的固
相产品作为外甩尾渣排出过滤器;

过滤之后的预加氢产品油进入固定床加氢反应器进行加氢精制和加氢裂化反应,
反应之后的气液相产品进入气液分离器,液相作为轻质油品产物,气体进入提氢装置,氢气
可以循环使用,酸性气体进入吸收塔。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例
性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。

本发明公开的内容论及的是示例性实施例,在不脱离权利要求书界定的保护范围
的情况下,可以对本申请的各个实施例进行各种改变和修改。因此,所描述的实施例旨在涵
盖落在所附权利要求书的保护范围内的所有此类改变、修改和变形。此外,除上下文另有所
指外,以单数形式出现的词包括复数形式,反之亦然。另外,除非特别说明,那么任何实施例
的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分使用。

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本发明公开一种利用低阶煤的系统和方法,包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元、催化剂制备单元和热解油气处理单元:其中,热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离;脱硫脱碳单元用于将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气;硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收,硫化氢进一步转变为单质硫;在催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附,吸附饱和后的吸附剂用作所述热解油气处理。

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