一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统技术方案

本实用新型专利技术具体涉及一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统，包括：干馏单元、油气分离单元、等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元和焦油加氢单元，本实用新型专利技术将煤热解、热解气制氢、半焦高温裂解制乙炔等技术相耦合，提高原料煤的有效利用率，实现了煤炭的分质梯级利用；为煤炭的利用提供了一条有效途径同时，降低过程的能耗，既减小资源浪费，又避免了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统
本技术属于有机化工
，具体涉及一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统。
技术介绍
乙炔是一种非常重要的有机化工原料，在石油乙烯工业普遍应用以前，通过乙炔的一系列化学反应可以衍生出乙烯、氯乙烯、三氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈、聚丙烯腈、氯丁橡胶等化工产品。此外，乙炔在金属加工、焊接、切割等领域也起着非常重要的作用。工业生产乙炔的传统方法有电石水解法和甲烷部分氧化法，这两种方法发展时间较长，工艺比较成熟，但是缺点明显。电石水解法耗能高、对设备要求高、污染严重，发达国家于十多年前陆续关闭了此法的生产装置。我国90％以上的乙炔通过电石水解法获得，但随着产业政策和能源政策的调整，电石水解法的发展空间日益压缩。甲烷部分氧化法虽然污染较小，但技术复杂、投资大，且我国天然气资源非常匮乏。煤炭是我国的主要化石能源，煤炭的高效清洁利用是缓解石油短缺、确保能源安全的关键。等离子体裂解烷烃乙炔技术出现于20世纪初期，该技术利用氢等离子体高温、高焓、富含活性离子的特点。整个工艺过程中不额外产生CO2，用水少且可循环利用。因此，该技术是一种典型的清洁、高效的烷烃转化过程，具有良好的发展前景。等离子体裂解煤的工艺过程是将煤粉在氢等离子体裂解环境下产生乙炔、乙烯等工业原料气体，既能打破电石法制乙炔的传统，又是一种高效利用煤炭资源的有效途径。但等离子体裂解煤固体产物产出量极大，能否有效利用直接影响等离子体裂解煤制乙炔整套工艺的经济性。固体产物碳含量高、反应性强、初始孔隙率高，是一种宝贵的碳素资源。若直接将固体产物作燃料使用，其粒径小，操作困难，容易造成粉尘污染；若丢弃或置之不理，既是资源浪费，又容易造成环境污染。因此不管是从经济角度还是从资源利用、环境保护的角度考虑，等离子体裂解煤固体产物的利用研究都具有重大的意义。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统，将煤热解、热解气制氢、半焦高温裂解制乙炔等技术相耦合，提高原料煤的有效利用率，实现了煤炭的分质梯级利用；为煤炭的利用提供了一条有效途径同时，降低过程的能耗，既减小资源浪费，又避免了环境污染。为解决上述问题，本技术采用的技术方案为：一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统，包括：干馏单元、油气分离单元、等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元和焦油加氢单元，其中，所述干馏单元的半焦出口与所述等离子体裂解单元的半焦进口连接，对半焦进行裂解；所述干馏单元的高温油气出口与所述油气分离单元的油气进口连接，用于分离高温油气中的焦油；所述等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元依次连接，将半焦裂解后的裂解产物依次进行淬冷和气体分离，分别得到氢气混合气和乙炔；所述焦油加氢单元具有焦油入口和氢气入口一，所述油气分离单元的焦油出口与所述焦油入口连接，将焦油送至所述焦油加氢单元中制备油品。进一步的，还包括：热解气制氢单元，所述热解气制氢单元的入口与所述油气分离单元的热解气出口连接，所述热解气制氢单元的出口分别与所述氢气入口一和设在所述等离子体裂解单元的氢气入口二连接。进一步的，所述多相分离单元包括：乙炔出口和氢气混合气出口，所述氢气混合气出口与所述等离子体裂解单元的氢气混合气入口连接。进一步的，还包括：预处理单元，其与所述干馏单元连接，将原煤进行干燥和破碎处理，得到粒度小于100目，水分低于15%的煤粉后，送至所述干馏单元。进一步的，所述干馏单元内的干馏温度为650-1000℃；所述干馏单元排出的高温油气中氢气、一氧化碳、甲烷的体积含量分别为15-25%、10-20%、28-35%；所述干馏单元排出的高温半焦中碳与氢气的摩尔比为1:1至3:1。进一步的，所述等离子体裂解单元的工作温度为1700-2500℃。本技术的有益效果在于：将煤热解、热解气制氢、半焦高温裂解制乙炔等技术相耦合，提高原料煤的有效利用率，实现了煤炭的分质梯级利用；为煤炭的利用提供了一条有效途径同时，降低过程的能耗，既减小资源浪费，又避免了环境污染。附图说明图1为本技术煤分质利用制备油品和乙炔的系统示意图。图2为本技术煤分质利用制备油品和乙炔的方法示意图。其中，1.原料煤仓2.干馏单元3.等离子体裂解单元4.淬冷单元5.多相分离单元6.油气分离单元7.热解气制氢8.焦油加氢单元a.原料煤b.焦油c.高温半焦d.氢气e.乙炔f.油品。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。根据本技术的一个方面，本技术提供了，图1为本技术煤分质利用制备油品和乙炔的系统示意图，如图1所示，包括：干馏单元、油气分离单元、等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元、热解气制氢单元和焦油加氢单元，其中，所述干馏单元的半焦出口与所述等离子体裂解单元的半焦进口连接，对半焦进行裂解；所述干馏单元的高温油气出口与所述油气分离单元的油气进口连接，用于分离高温油气中的焦油；所述等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元依次连接，将半焦裂解后的裂解产物依次进行淬冷和气体分离，分别得到氢气混合气和乙炔；所述焦油加氢单元具有焦油入口和氢气入口一，所述油气分离单元的焦油出口与所述焦油入口连接，将焦油送至所述焦油加氢单元中制备油品，所述热解气制氢单元的入口与所述油气分离单元的热解气出口连接，所述热解气制氢单元的出口分别与所述氢气入口一和设在所述等离子体裂解单元的氢气入口二连接。干燥的煤粉进入干馏单元进行干馏，得到半焦和高温油气，干馏的温度为650-1000℃，高温油气中氢气、一氧化碳、甲烷的体积含量分别为15-25%、10-20%、28-35%；向等离子体裂解单元通入氢气，并将所述高温半焦直接送至等离子体裂解单元中，高温半焦遇到氢等离子体后发生裂解，裂解的温度为1700-2500℃，优选为1800-2100℃，得到裂解产物，将所述裂解产物依次进行淬冷和气体分离处理后，分别得到乙炔和氢气混合气，其中，高温半焦中的碳（以碳元素计量）与氢气的摩尔比范围为1:1至3:1；将所述高温油气送至油气分离单元中进行油气分离，得到焦油和热解气；对热解气送至制氢单元，得到氢气，将制得的氢气分两部分，一部分作为焦油加氢原料，并将所述焦油送至所述焦油加氢单元中制备油品，另一部分用作为半焦等离子体裂解的气体介质；向焦油加氢单元中通入氢气。由此，本技术的系统将煤热解，热解气制氢、半焦高温裂解制乙炔等技术相耦合，提高原料煤的有效利用率，实现了煤炭的分质梯级利用；为煤炭的利用提供了一条有效途径同时，降低过程的能耗，既减小资源浪费，又避免了环境污染。根据本技术的具体实施例，所述多相分离单元包括：乙炔出口和氢气混合气出口，所述氢气混合气出口与所述等离子体裂解单元的氢气混合气入口连接。根据本技术的具体实施例，还包括：预处理单元，其与所述干馏单元连接，将原煤进行干燥和破碎处理，得到粒度小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统，其特征在于，包括：干馏单元、油气分离单元、等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元和焦油加氢单元，其中，所述干馏单元的半焦出口与所述等离子体裂解单元的半焦进口连接，对半焦进行裂解；所述干馏单元的高温油气出口与所述油气分离单元的油气进口连接，用于分离高温油气中的焦油；所述等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元依次连接，将半焦裂解后的裂解产物依次进行淬冷和气体分离，分别得到氢气混合气和乙炔；所述焦油加氢单元具有焦油入口和氢气入口一，所述油气分离单元的焦油出口与所述焦油入口连接，将焦油送至所述焦油加氢单元中制备油品。

【技术特征摘要】
1.一种煤分质利用制备油品和乙炔的系统，其特征在于，包括：干馏单元、油气分离单元、等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元和焦油加氢单元，其中，所述干馏单元的半焦出口与所述等离子体裂解单元的半焦进口连接，对半焦进行裂解；所述干馏单元的高温油气出口与所述油气分离单元的油气进口连接，用于分离高温油气中的焦油；所述等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元依次连接，将半焦裂解后的裂解产物依次进行淬冷和气体分离，分别得到氢气混合气和乙炔；所述焦油加氢单元具有焦油入口和氢气入口一，所述油气分离单元的焦油出口与所述焦油入口连接，将焦油送至所述焦油加氢单元中制备油品。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：热解气制氢单元，所述热解气制氢单元的入口与所述油气分离单元的热解气出口连接，所述热解气制氢单元的出口分别与所述氢气入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小楠，董宾，丁力，路丙川，李东艳，郭云鹏，张琦，张喆，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾环保技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11