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煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)

歷經(jīng)多年不懈探索,新奧自主研發(fā)了煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù),作為一種新型氣化技術(shù),既能實(shí)現煤高效清潔轉化制天然氣,同時(shí)又能副產(chǎn)高附加值芳烴油品,是煤制天然氣的重要工藝路線(xiàn)之一,融合了煤制氣和煤制油的優(yōu)勢,通過(guò)梯級利用、全價(jià)開(kāi)發(fā),真正實(shí)現煤炭資源的清潔、高效、綜合利用,為我國潔凈煤利用方向提供了一條新途徑。

技術(shù)原理

煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)煤加氫氣化),是指煤粉與氫氣在中溫(800-1000℃)和高壓(5-10MPa)條件下反應,生成甲烷、輕質(zhì)芳烴油品和清潔半焦的過(guò)程。這一過(guò)程包括煤粉快速熱解加氫過(guò)程、揮發(fā)分二次加氫裂解和活性半焦加氫過(guò)程。氫氣以自由基的形式參加反應,減少了揮發(fā)分自由基間的縮合反應,進(jìn)而增加油、氣產(chǎn)率。熱解產(chǎn)生的揮發(fā)分在一定溫度壓力下繼續與氫氣發(fā)生加氫反應生成二次裂解產(chǎn)物,最終產(chǎn)物主要為甲烷、一氧化碳、芳烴油品(苯、萘、菲等)及少量二氧化碳,油品品質(zhì)有了極大改善。此外,部分活性半焦中的炭與氫氣反應生成甲烷,有效增加了原煤到甲烷的一次轉化率。

技術(shù)進(jìn)展


煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)歷經(jīng)11 年技術(shù)研發(fā),獲得了國家863計劃項目、“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃的持續支持,先后完成10 噸/天工藝開(kāi)發(fā)裝置、50 噸/天中試裝置建設,在積累大量試驗數據基礎上,完成高壓氫氣/ 粉煤密相輸送工業(yè)技術(shù)、高溫氫/ 煤對撞流高速混合噴嘴及氣化爐放大技術(shù)以及低密度粉體半焦高溫高壓連續排焦及余熱回收技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā),通過(guò)系統集成與優(yōu)化,完成了400 噸/天加氫氣化工業(yè)示范裝置的設計,在內蒙古達拉特旗完成裝置建設。

2018 年12 月,400 噸/天加氫氣化工業(yè)示范裝置一次性打通全流程,產(chǎn)出合格產(chǎn)品。2021年7月400 噸/天加氫氣化工業(yè)示范裝置實(shí)現了工業(yè)示范裝置連續運行長(cháng)周期連續穩定運行,期間通過(guò)了中國石油和工業(yè)聯(lián)合會(huì )的現場(chǎng)考核,在設計工藝條件(6.5MPa ~ 7.0MPa,800℃~ 900℃)下,實(shí)現了粉煤加氫直接轉化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴。運行結果顯示,加氫氣化過(guò)程甲烷直接產(chǎn)率為0.5 ~ 0.8 標方/ 公斤碳,油品產(chǎn)率為10% ~ 15%(干基煤),油品組成簡(jiǎn)單,沸點(diǎn)低,易分離。

 

技術(shù)優(yōu)勢

(1)實(shí)現煤到化工及能源產(chǎn)品的一次直接轉化,轉化效率高。
(2)芳烴油品產(chǎn)率高、附加值高。
(3)更加清潔環(huán)保。該工藝產(chǎn)品氣中二氧化碳少(2% ~ 5%);采用干法除塵工藝,過(guò)程中充分考慮余熱回收、氣體激冷等,在提高熱效率的同時(shí)大大降低污水處理量。

技術(shù)前景

煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術(shù)通過(guò)煤加氫反應過(guò)程充分利用了低變質(zhì)煤種自身化學(xué)結構,在獲得甲烷產(chǎn)品同時(shí)得到高附加值芳烴油品,兼具煤制氣和煤制油的優(yōu)勢,工藝過(guò)程油品收率高、耗水少,通過(guò)對煤分級、分質(zhì)、梯級利用實(shí)現煤炭的全價(jià)、高效、清潔轉化,其經(jīng)濟優(yōu)勢明顯,是最先進(jìn)的清潔煤轉化技術(shù)之一,該技術(shù)對于綜合高效利用占我國儲量40%以上的低階煤資源,尤其是高揮發(fā)分的低變質(zhì)煤炭資源有著(zhù)重要意義,技術(shù)發(fā)展前景廣闊。

技術(shù)鏈接

煤催化氣化制天然氣技術(shù)

煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術(shù)

粉漿氣化技術(shù)

化學(xué)鏈氣化技術(shù)

地下氣化采煤技術(shù)

超臨界氣化技術(shù)