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CN111234855A - 一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法 - Google Patents

一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法 Download PDF

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CN111234855A
CN111234855A CN202010054411.4A CN202010054411A CN111234855A CN 111234855 A CN111234855 A CN 111234855A CN 202010054411 A CN202010054411 A CN 202010054411A CN 111234855 A CN111234855 A CN 111234855A
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余孔锋
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Guangdong Runfeng Industry Co Ltd
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Guangdong Runfeng Industry Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法，包括以下步骤：S1、一段反应：一氧化碳变换反应，得到CO2和H2；S2、二段反应：包括以下子步骤：S21、将来自一段反应的CO2和H2加入至第一加热器，同时向第一加热器内加入煤浆，加热至300℃，送入煤液化反应器；S22、在煤液化反应器内装有石油重油和Fe催化剂，通过第二加热器和第一循环泵循环加热，煤浆转变为不饱和液体，CO2转变为CO气体；S23、经冷凝器、气液分离器后，完全反应的液体物料经压滤机过滤出来，过滤液为不饱和产品。本发明以煤为原料制氢液化生成不饱和液体烃，整个工艺温度低于450℃，且压力低于1.5MPa的情况下完成，对设备要求相对较低，降低了生产成本。

Description

一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法
技术领域
本发明涉及一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法。
背景技术
目前，清洁煤液化油国内规模化生产技术已趋于成熟，但存在需要外部加氢导致四吨煤转化1.0t油，且在高温450℃左右，高压8MPa苛度条件下生产，体现出煤资源利用率＜30％，设备原料制造费用昂贵，经济效益较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法，包括以下步骤：
S1、一段反应：一氧化碳变换反应，CO和H2O在FeO催化剂环境下，加热至不高于450℃，得到CO2和H2；
S2、二段反应：包括以下子步骤：
S21、将来自一段反应的CO2和H2加入至第一加热器，同时向第一加热器内加入煤浆，加热至300℃，送入煤液化反应器；
S22、在煤液化反应器内装有石油重油和Fe催化剂，石油重油、Fe催化剂和煤浆通过第二加热器和第一循环泵循环加热，使得反应温度达到400～450℃时，煤浆转变为不饱和液体，CO2转变为CO气体；
S23、经冷凝器、气液分离器后，完全反应的液体物料经压滤机过滤出来，其中反应物煤灰和固体杂质为残渣，过滤液为不饱和产品；
S24、从气液分离器分离出来的CO储存入气罐中，一部分CO经压缩机输送至一段反应，作为原料，另一部分CO经过减压器降压后作为一段反应和二段翻译的动力燃料。
进一步地，步骤S23中，气液分离器分离出的物料还包括未完全反应的物料，其经第二循环泵输入第一加热器，重新反应。
进一步地，步骤S22中，反应压力为1.2～1.5MPa，反应时间4～6min。
本发明具有以下优点：
1、以煤为原料制氢液化生成不饱和液体烃，不饱和液体烃可在石油加氢装置深度加氢转化为柴油、汽油产品，也可以在蒸气催化转化催化剂存在下转化为碳/氢比1∶2的CO+2H2合成气，用于制造工业燃气、天然气、合成甲醇等的原料。
2、本发明的整个工艺温度低于450℃，且压力低于1.5MPa的情况下完成，对设备要求相对较低，降低了生产成本。
3、煤转化煤化油甲苯可溶物为99.98％，甲苯不溶物为0.02％。煤化油热值为43360KJ/kg，等热值天然气1.2m3，煤用量1.563kg，等热值天然气煤耗为1.3kg/ m3。
附图说明
图1为本发明二段反应的系统连接图；
其中，1-提升泵，2-第一加热器，3-煤液化反应器，4-第二加热器，5-第一循环泵，6-冷凝器，7-气液分离器，8-压滤机，9-第二循环泵，10-气罐，11-压缩机，12-减压器，13-安全阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法，包括以下步骤：
S1、一段反应：一氧化碳变换反应，CO和H2O在FeO催化剂环境下，加热至不高于450℃，得到CO2和H2；
S2、二段反应：包括以下子步骤：
S21、将来自一段反应的CO2和H2加入至第一加热器2，同时向第一加热器内通过提升泵1加入煤浆，加热至300℃，送入煤液化反应器3；
S22、在煤液化反应器3内装有石油重油和Fe催化剂，石油重油、Fe催化剂和煤浆通过第二加热器4和第一循环泵5循环加热，反应压力为1.2～1.5MPa，反应时间4～6min，使得反应温度达到400～450℃时，煤浆转变为不饱和液体， CO2转变为CO气体；
S23、经冷凝器6、气液分离器7后，完全反应的液体物料经压滤机8过滤出来，其中反应物煤灰和固体杂质为残渣，过滤液为不饱和产品，气液分离器7 分离出的物料还包括未完全反应的物料，其经第二循环泵9输入第一加热器2，重新反应；
S24、从气液分离器7分离出来的CO储存入气罐10中，一部分CO经压缩机11输送至一段反应，作为原料，另一部分CO经过减压器12降压后作为一段反应和二段翻译的动力燃料。
当气体压力超压时，通过设置于气罐10顶部的安全阀13释放压力，保障安全生产。
一段反应的表达式为：
Figure BDA0002372312380000041
二段反应的反应式为：
Figure BDA0002372312380000042
Figure BDA0002372312380000043
Figure BDA0002372312380000044
Figure BDA0002372312380000045
Figure BDA0002372312380000046
Figure BDA0002372312380000047
Figure BDA0002372312380000051
Figure BDA0002372312380000052
表达为：
一段反应：
Figure BDA0002372312380000053
二段反应：
Figure BDA0002372312380000054
Figure BDA0002372312380000055
Figure BDA0002372312380000056
根据中试实验结果：以烟煤为原料自加氢液化煤化油，2.9t烟煤制成液体煤化油1.876t。副产物CO 2000m3，一部分做一段反应的原料外，另一部分作燃料为一、二段反应提供所需要的热量。
总效益：2.9吨烟煤制1.876t煤化油替代石油原油。即1.0t烟煤制0.64t煤化油，煤化油在化验时用煤液化油经化验产物均属石油原油产物的范畴。煤转化煤化油甲苯可溶物为99.98％，甲苯不溶物为0.02％。煤化油热值为 43360KJ/kg，等热值天然气1.2m3，煤用量1.563kg，等热值天然气煤耗为1.3kg/ 立方米。
根据产物发热量43.36MJ/kg计算煤资源利用率：
43360KJ/kg×0.64kg÷标准煤低位热值29290KJ/kg＝94.7％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、一段反应：一氧化碳变换反应，CO和H2O在FeO催化剂环境下，加热至不高于450℃，得到CO2和H2；
S2、二段反应：包括以下子步骤：
S21、将来自一段反应的CO2和H2加入至第一加热器，同时向第一加热器内加入煤浆，加热至300℃，送入煤液化反应器；
S22、在煤液化反应器内装有石油重油和Fe催化剂，石油重油、Fe催化剂和煤浆通过第二加热器和第一循环泵循环加热，使得反应温度达到400～450℃时，煤浆转变为不饱和液体，CO2转变为CO气体；
S23、经冷凝器、气液分离器后，完全反应的液体物料经压滤机过滤出来，其中反应物煤灰和固体杂质为残渣，过滤液为不饱和产品；
S24、从气液分离器分离出来的CO储存入气罐中，一部分CO经压缩机输送至一段反应，作为原料，另一部分CO经过减压器降压后作为一段反应和二段翻译的动力燃料。
2.根据权利要求1所述一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法，其特征在于：步骤S23中，气液分离器分离出的物料还包括未完全反应的物料，其经第二循环泵输入第一加热器，重新反应。
3.根据权利要求1所述一种清洁煤自加氢液化煤化油替代石油原油的方法，其特征在于：步骤S22中，反应压力为1.2～1.5MPa，反应时间4～6min。
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