一种煤的加工方法与系统技术方案

本发明专利技术提供了一种煤的加工方法与系统。该加工方法至少包括：煤干馏或者煤气化、煤焦油加氢裂化、芳烃联合、轻烃芳构化、丙烷脱氢、聚丙烯制备等工艺，主要产品有柴油、对二甲苯、苯、重芳烃和聚丙烯等。该系统至少包括：煤干馏或者煤气化装置、煤焦油加氢裂化装置、芳烃联合装置、轻烃芳构化装置、丙烷脱氢装置和聚丙烯制备装置等。本发明专利技术提供的加工方法与系统可以生产柴油、汽油调和组分、芳烃和烯烃等高附加值产品，克服煤焦油加工难的问题，是一种煤、油、芳烃和烯烃一体化加工方法与系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种煤的加工方法与系统，属于煤化工与石油化工

技术介绍
煤干馏和煤气化技术是煤化工的关键技术。在中低温干馏时除能生成半焦外，还可生成煤气和煤焦油，煤焦油质量产量一般在8％～20％之间。煤气化制造煤气或制合成气(CO2+H2)生产其他化工产品时，也会产生煤焦油，煤焦油质量产量在4％～12％之间。中国是富煤贫油的国家，也是煤炭生产和消费大国，同时我国又是世界上最大的焦炭生产国、消费国和出口国，副产大量的煤焦油。除了兰炭企业能够提供大量的中低温煤焦油外，在技术上还可以采用多种方法来提高煤炭中低温热解的焦油产率，研究表明，在加压固定床反应器上，反应温度在450～650℃之间，通过加氢热解之后的煤焦油收率可提高至26.5％。煤焦油是一个组分多达上万种的复杂混合物，目前已从中分离并认定的单种化合物约500余种，约占煤焦油总量的55％，其中包括苯、二甲苯、萘等174种中性组分；酚、甲酚等63种酸性组分和113种碱性组分。煤焦油中的很多化合物是塑料、合成橡胶、农药、医药、耐高温材料及国防工业的贵重原料，也有一部分多环烃化合物是石油化工所不能生产和替代的。同时煤焦油富含芳烃组分，是天然的PX原料。随着煤化工投资及技术研发的趋势，随着可利用煤焦油产量的增加，我国煤焦油加工规模和技术均取得了一定进展，其中在煤焦油加工分离技术研发上取得的成果，为煤焦油加工提供了技术支撑。目前，煤焦油的加工，国内外工艺大同小异，都是脱水、分馏，加工生产轻油、酚油、萘油及改质沥青等，再经深加工后制取苯、酚、萘、蒽等多种化工原料，这种煤焦油加工后产品利用价值不大，而分离和提浓的难度很大。中国专利CN1205302C和CN102899087A都提出了将中低温煤焦油分馏，酚油进行脱酚、制酚，重油进行延迟焦化的加工方案，产品主要有焦化干气、液化石油气、焦化石脑油、焦化柴油、焦化蜡油和石油焦等。这种焦化方案会降低目标产品液收，降低经济效益，而且焦化后的馏分油还有较多的烯烃和胶质，影响油品的热稳定性，品质不佳。还需进一步加氢精制和加氢裂化。如果煤焦油直接进行加氢裂化加工石脑油和柴油馏分，由于煤焦油中大量的胶质，常规的固定床加氢裂化和加氢精制装置的催化剂难以维持长周期运行，仅能加工煤焦油的轻质组分，通常需要把煤焦油的重组分分离出来另行加工。
技术实现思路
针对煤干馏或者煤气化得到的煤焦油加工难、产品附加值低等问题，本专利技术的目的在于提供一种煤的加工方法与系统。该加工方法可以生产柴油、汽油调和组分、芳烃和烯烃等高附加值产品，克服煤焦油加工难的问题，是一种煤、油、芳烃和烯烃一体化加工方法。为达到上述目的，本专利技术提供了一种煤的加工方法，该方法包括以下步骤：(1)煤干馏或者煤气化：使煤通过煤干馏或者煤气化，至少得到煤气和煤焦油；(2)煤焦油加氢裂化：将步骤(1)中得到的煤焦油通过加氢裂化得到包括轻石脑油、重石脑油和柴油的产品；(3)芳烃联合：将步骤(2)中得到的重石脑油作为原料，通过芳烃联合得到包括氢气、苯和对二甲苯的产品，以及包括液化石油气、戊烷、抽余油和重芳烃的副产品；(4)轻烃芳构化：将步骤(2)中得到的轻石脑油和/或将步骤(3)中得到的液化石油气、戊烷和抽余油中的一种或几种的组合作为原料，通过轻烃芳构化得到包括氢气、丙烷和混合芳烃的产品；(5)丙烷脱氢和聚丙烯的制备：将步骤(4)中得到的丙烷进行丙烷脱氢与聚丙烯的制备，得到聚丙烯以及氢气产品。在上述的煤的加工方法中，步骤(1)可以采用本领域常规的煤干馏或者煤气化工艺，优选采用煤焦油产量较高的工艺，可以为后续的加工提供较多的原料。例如KBR公司的TRIG煤气化技术(可参考《KBR传输集成式气化技术综述》，作者游伟，《化肥设计》2012年12月第50卷，第1期)。在上述的煤的加工方法中，优选地，步骤(2)的加氢裂化是采用VCC悬浮床加氢裂化工艺(可参考专利技术名称为“煤焦油重馏分悬浮床加氢裂化方法及系统”的专利申请，公开号为CN101962571A，申请人为大连理工大学)，并且步骤(2)中的柴油产品的全部或部分在所述的加氢裂化中循环使用。在本专利技术中，步骤(2)优选采用VCC悬浮床加氢裂化工艺，该工艺可以加工全馏分煤焦油，且＞525℃馏分可达到95％的转化率。VCC悬浮床加氢裂化采用“悬浮床+固定床”反应器的流程。在悬浮床反应器中，原料中的残炭、沥青质、金属等均吸附在添加剂上发生裂化等反应，重金属和生成的焦炭最终沉积到添加剂上，添加剂随后在热高压分离器底部分离。悬浮床热裂化清洁的气体产物再去固定床反应器进一步加氢裂化和加氢精制，生产出优质的石脑油和柴油。VCC悬浮床加氢裂化技术可解决固定床加氢裂化无法长周期运行的难题，且该工艺生产的柴油调和产品硫含量达到《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》排放标准(即国V标准)。而且，步骤(2)中的柴油产品的全部或部分可以在加氢裂化中循环使用，可以通过调节柴油循环量的方式，根据市场需要，调整产品分配，进而可以多产柴油、或者多产石脑油以多产芳烃和烯烃、或者不产柴油，全部生产芳烃和烯烃。在上述的煤的加工方法中，优选地，步骤(3)的芳烃联合包括连续重整、催化剂再生、芳烃抽提、歧化及烷基转移、吸附分离、异构化和二甲苯精馏，其中，所述连续重整、催化剂再生、歧化及烷基转移、吸附分离、异构化可以采用美国UOP(美国UOP的专利技术可以参考至少以下5项专利：1、催化重整技术参考专利技术名称为“以石脑油为原料的催化重整的方法”的专利申请，公开号为CN1044488A；2、催化剂再生技术参考专利技术名称为“用于使催化剂颗粒再生的方法和设备”的专利申请，公开号为CN103517761A；3、歧化及烷基转移技术参考专利技术名称为“具有提高的转化率的芳族化合物选择性歧化方法”的专利申请，公开号为CN101668723A；4、吸附分离技术参考专利技术名称为“利用吸附分离和分馏回收产物的方法及装置”的专利申请，公开号为CN104159647A；5、异构化技术参考专利技术名称为“选择性二甲苯异构化和乙苯转化”的专利申请，公开号为CN1342631A)或法国Axens的专利技术(法国石油公司的Axens专利技术可以参考至少以下5项专利：1、催化重整技术参考发明名称为“在几个并排移动床反应区中催化重整的方法”的专利申请，公开号为CN1042559A；2、催化剂再生技术参考专利技术名称为“芳香烃制备或重整催化剂的再生方法”的专利申请，公开号为CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤的加工方法，其至少包括以下步骤：(1)煤干馏或者煤气化：使煤通过煤干馏或者煤气化，至少得到煤气和煤焦油；(2)煤焦油加氢裂化：将步骤(1)中得到的煤焦油通过加氢裂化得到包括轻石脑油、重石脑油和柴油的产品；(3)芳烃联合：将步骤(2)中得到的重石脑油作为原料，通过芳烃联合得到包括氢气、苯和对二甲苯的产品，以及包括液化石油气、戊烷、抽余油和重芳烃的副产品；(4)轻烃芳构化：将步骤(2)中得到的轻石脑油和/或将步骤(3)中得到的液化石油气、戊烷和抽余油中的一种或几种的组合作为原料，通过轻烃芳构化得到包括氢气、丙烷和混合芳烃的产品；(5)丙烷脱氢和聚丙烯的制备：将步骤(4)中得到的丙烷进行丙烷脱氢与聚丙烯的制备，得到聚丙烯以及氢气产品。

【技术特征摘要】
1.一种煤的加工方法，其至少包括以下步骤：
(1)煤干馏或者煤气化：使煤通过煤干馏或者煤气化，至少得到煤气和煤焦油；
(2)煤焦油加氢裂化：将步骤(1)中得到的煤焦油通过加氢裂化得到包括轻石
脑油、重石脑油和柴油的产品；
(3)芳烃联合：将步骤(2)中得到的重石脑油作为原料，通过芳烃联合得到包
括氢气、苯和对二甲苯的产品，以及包括液化石油气、戊烷、抽余油和重芳烃的副产
品；
(4)轻烃芳构化：将步骤(2)中得到的轻石脑油和/或将步骤(3)中得到的液
化石油气、戊烷和抽余油中的一种或几种的组合作为原料，通过轻烃芳构化得到包括
氢气、丙烷和混合芳烃的产品；
(5)丙烷脱氢和聚丙烯的制备：将步骤(4)中得到的丙烷进行丙烷脱氢与聚丙
烯的制备，得到聚丙烯以及氢气产品。
2.根据权利要求1所述的煤的加工方法，其中，步骤(2)的加氢裂化是采用
VCC悬浮床加氢裂化工艺，并且步骤(2)中的柴油产品的全部或部分在所述的加氢
裂化中循环使用。
3.根据权利要求1所述的煤的加工方法，其还包括以下步骤：将步骤(4)中得
到的混合芳烃产品作为步骤(3)的芳烃联合的原料。
4.根据权利要求1所述的煤的加工方法，其还包括以下步骤：将步骤(3)和/
或步骤(4)和/或步骤(5)中得到的氢气产品进行变压吸附提纯后作为步骤(2)的
加氢裂化所需的氢气。
5.根据权利要求1所述的煤的加工方法，其还包括以下步骤：将步骤(1)的煤
干馏或者煤气化得到的煤气作为原料生产氢气，和/或将天然气和/或甲醇作为原料生
产氢气，将得到的氢气作为步骤(2)的加氢裂化所需的氢气；优选地，将步骤(1)
的煤干馏或者煤气化得到的煤气作为原料生产氢气，和/或将天然气和/或甲醇作为原
料生产氢气，是采用至少包含有变压吸附的制氢工艺。
6.根据权利要求1或5所述的煤的加...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹坚，刘戈，金丹，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11