一种荒煤气热量回收方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种荒煤气热量回收方法和装置，属于从煤制备液态烃混合物和煤气技术领域。过程包括：炼焦装置或煤干馏装置中导出高温荒煤气；荒煤气进行重油洗涤，洗涤重油中添加具有催化加氢功能的添加剂，引入氨水控制洗涤温度；重油洗涤后的荒煤气进入换热器进行热量回收；经热量回收的荒煤气采用水或氨水喷淋降温后回收煤焦油和煤气。本发明专利技术方法和装置可以将高温荒煤气的热量有效利用，同时降低物料的结焦性，有利于装置的稳定运转。有利于装置的稳定运转。

【技术实现步骤摘要】
一种荒煤气热量回收方法和装置


[0001]本专利技术属于涉及一种荒煤气热量回收方法和装置，属于从煤制备液态烃混合物和煤气


技术介绍

[0002]我国能源资源种类分布不均，特点是“富煤、缺油、少气”，即煤炭资源丰富，占化石能源探明储量的94.3%，在一次能源消费总量中也达到了70%左右。在丰富的煤炭资源中，低阶煤储量最大，占已探明储量的55%。在低阶煤的利用中，较难直接作为燃料，但却属于从煤中制备液态烃的优质原料。
[0003]从低阶煤制备液态烃，主要有两条路线，一是煤直接液化技术，其成本较高。另一种是煤干馏/炼焦技术，基本原理是低阶煤的热解反应，特点是技术简单成熟，得到的焦炭或半焦是优质的燃料和冶金工业所需的还原剂等原料，同时获得液态烃，进一步加工可以用于生产液态燃料和多种化工原料。
[0004]煤干馏/炼焦过程中，排出的荒煤气的温度高，一般达到600℃以上，占焦炉支出热量的37%左右；荒煤气组成复杂，含有固体焦粉、组成复杂的混合烃、组成复杂的气相、水等。该气体虽然具有丰富的热量，但热量较难回收利用，主要问题在于换热设备的堵塞、结焦、腐蚀等等。传统技术中，采用氨水进行喷淋降温，其中的热量全部损失，装置能耗较大。因此，如何有效回收荒煤气中的热量，特别是如何解决回收热量时的设备堵塞、结焦等问题，是本领域重点关注的事项。
[0005]CN201310391012.7公开了一种焦炉荒煤气余热回收利用系统，包括换热介质循环系统和补水系统，换热介质循环系统包括换热器组、汽包和强制循环泵，换热器组的进水口通过强制循环泵与汽包的出水口相连接，换热器组的出水口与汽包的进水口相连接，汽包上的蒸汽出口与外界蒸汽管网相连接；补水系统包括缓冲水槽、补水泵、给水泵和除盐除氧水槽，给水泵设置于缓冲水槽和除盐除氧水槽之间，缓冲水槽通过补水泵与汽包相连接。本方案通过设置多个并联的换热器组和增设控制系统，检测到某换热器组发生故障时及时处量，来增加换热系统的安全性和靠性，提高系统安全正常运行性，降低事故发生率。但鉴于荒煤气的特性，换热器组的结焦积垢必然快速发生，即使采用并联方式，在其中一组进行维修时仍对正常操作带来较大的波动和操作难度。
[0006]CN201410692354.7公开了一种热解荒煤气除尘和油冷回收焦油的系统及方法，包括依次连接的颗粒除尘器、电除尘设备、焦油精制塔、煤气冷却塔和电捕焦油器。本专利技术在颗粒床除尘器和煤气冷却塔之间设置焦油精制塔，充分利用了煤气自身的热量，通过“精馏原理”将收集到的焦油进一步脱水精制，工艺流程短，所得焦油水分含量低、品质好；该方案将热解煤气所携带的显热直接作为含水焦油在焦油精制塔内精馏的热源，在同一个焦油回收系统内实现了热量的高效利用，目的在于为热解荒煤气冷却和焦油回收精制系统提供了一种全新的热量回收工艺及方法。但该方案中，采用颗粒除尘器、电除尘设备等方式，对于易结焦、易产生油泥状固体物的荒煤气来说，设备的积垢、结焦严重，运转周期受到较大影
响。
[0007]CN201610213831.6公开了一种基于洗涤精馏的荒煤气热量回收系统及方法，荒煤气经过精馏洗涤脱除重质焦油和焦粉，得到高沸点油品和高温荒煤气，高沸点油品和/或高温荒煤气经换热产生高压蒸汽，然后对高压蒸汽进行汽水分离，对分离的蒸汽进行利用。该系统除尘效率高，运行稳定，不易堵塞，并可实现热量充分回收利用。但该系统存在以下不足，（1）虽然通过洗涤方式基本脱除了固体粉尘，解决了携带焦粉引起的设备堵塞问题，但洗涤精馏塔的底温度较高，荒煤气中高沸点组分在高温下易结焦的问题没有解决，仍影响装置运转周期；（2）荒煤气的高品位热源（热源具有品位，温度越高的热源其品位越高，对外做功能力越强）转变为了中温热源对外换热，即荒煤气600℃左右的高品位热源转变为280~330℃的中温热源对外供热（见其说明书32段），热源品位降低50%左右；（3）基于板式塔的精馏塔的原理，虽然设计了专门结构的“穿流塔盘”（见其说明书30段），但物料的结焦物性未变，其结焦问题仍将存在，设备运转一定时间后，必然存在结焦问题。
[0008]CN201911169496.4公开了一种焦炉荒煤气与焦炭偶合深度脱硫系统及方法，通过设置高温焦炭加氢反应器，无需另外加氢，利用荒煤气自身富含的H2即可完成焦炭的加氢反应，从而将焦炭中的硫转移至煤气中；通过设置催化加氢反应器，采用催化剂使荒煤气的有机硫接近完全转化为H2S，从源头高效深度脱除焦炉煤气中有机硫和无机硫，从而大大降低焦化苯产品和焦炭的硫含量，提高苯产品和焦炭质量，并减轻后续精脱硫的负荷与难度。该方法在高温下（荒煤气中煤焦油组分为气相）进行，比如加氢反应器要控制650~1000℃，在这个条件下，煤焦油组分会进一步脱氢（加氢/脱氢是可逆的，在一定条件下如低温高压下主要为加氢，在一定条件下如高温低压下主要为脱氢），使烃类生成更多不饱和的烯烃、二烯烃、芳烯烃等易结焦物质，不但没有对煤焦油进行预处理，而且给后续煤焦油加工带来更严重的结焦问题。
[0009]综上所述，虽然现有技术在荒煤气热量利用方面进行了较多的研究，但未改变其结焦特性，结焦问题没有好的解决方式，结焦造成的影响装置稳定运转问题没有解决。另外，虽然一些方案回收了部分热量，但热量利用率特别是高品位热量利用率仍有不足。

技术实现思路

[0010]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种荒煤气热量回收方法、装置和从煤炭制备液态烃混合物的方法，本专利技术方案具有荒煤气热量回收率高、回收的能量品位高、有效解决热量回收过程中物料结焦等优点。
[0011]本专利技术荒煤气热量回收方法，包括以下内容：（1）从炼焦装置或煤干馏装置中导出高温荒煤气；（2）荒煤气进行重油洗涤，洗涤重油中添加具有催化加氢功能的添加剂，引入氨水控制洗涤温度，洗涤温度比荒煤气温度低10~150℃，优选低30~120℃，最优选低50~80℃；（3）重油洗涤后的荒煤气进入换热器进行热量回收；（4）经热量回收的荒煤气采用水或氨水喷淋降温后回收煤焦油和煤气。
[0012]本专利技术上述方法中：步骤（1）所述的炼焦装置或煤干馏装置以煤为原料，进行热处理，生产焦炭、半焦，副产煤焦油、煤气的装置。副产的煤焦油、煤气从高温荒煤气中回收。
[0013]本专利技术上述方法中：高温荒煤气温度为450~850℃，优选为600~800℃。
[0014]本专利技术上述方法中：步骤（2）所述的重油洗涤采用喷淋洗涤、鼓泡床洗涤、管道混合器式洗涤等多种方式。重油洗涤使用的重油为洗涤过程中收集到的重煤焦油和/或原油的渣油。
[0015]本专利技术上述方法中：步骤（2）所述的重油洗涤采用重油循环洗涤方式。
[0016]本专利技术上述方法中：步骤（2）所述的重油洗涤过程中，引入氨水为任意浓度，优选按常温常压条件下达到30%~70%饱和度的氨水。引入量根据温度控制值进行调整。
[0017]本专利技术上述方法中：氨水引入方式为下列方式一种或几种：在荒煤气中引入、在循环重油中引入、在洗涤设备内的下部引入。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荒煤气热量回收方法，包括以下内容：（1）从炼焦装置或煤干馏装置中导出高温荒煤气；（2）荒煤气进行重油洗涤，洗涤重油中添加具有催化加氢功能的添加剂，引入氨水控制洗涤温度，洗涤温度比荒煤气温度低10~150℃，优选低30~120℃，最优选低50~80℃；（3）重油洗涤后的荒煤气进入换热器进行热量回收；（4）经热量回收的荒煤气采用水或氨水喷淋降温后回收煤焦油和煤气。2.按照权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（1）所述的炼焦装置或煤干馏装置以煤为原料，进行热处理，生产焦炭、半焦，副产煤焦油、煤气的装置。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：副产煤焦油、煤气从高温荒煤气中回收。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：高温荒煤气温度为450~850℃，优选为600~800℃。5.按照权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（2）所述的重油洗涤采用喷淋洗涤、鼓泡床洗涤、或管道混合器式洗涤。6.按照权利要求1或5所述方法，其特征在于：重油洗涤使用的重油为洗涤过程中收集到的重煤焦油和/或原油的渣油。7.按照权利要求1所述方法，其特征在于：步骤（2）所述的重油洗涤采用重油循环洗涤方式。8.按照权利要求1或7所述方法，其特征在于：步骤（2）所述的重油洗涤过程中，引入氨水为任意浓度，优选按常温常压条件下达到30%~70%饱和度的氨水。9.按照权利要求8所述方法，其特征在于：氨水引入方式为下列方式一种或几种：在荒煤气中引入、在循环重油中引入、在洗涤设备内的下部引入。10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述具有催化加氢功能的添加剂为含有元素周期表中
Ⅵ
B族和
Ⅷ
族中至少一种元素的物质。11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于：具有催化加氢功能的添加剂为含有钴、钼、镍、钨、铁中至少一种元素的物质。12.按照权利求11所述的方法，其特征在于：以元...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘林东，张忠清，姚春雷，全辉，赵威，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：