CN103160294B - 一种全方位煤炭分质利用多联产的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全方位煤炭分质利用多联产的***及方法，备煤***分别与块煤热解***和粒煤热解***相连；气化***以空气为输入，以粒煤热解***产生的半焦为原料，产生的气化煤气作为块煤热解***的热载体；块煤热解***产生的块煤热解油气作为粒煤热解***的热载体，产生的块焦一部分作为冶金焦输出，一部分块焦作为制电石的原料；粒煤热解***产生的热解煤气进入粗煤气处理***，产生的热解焦油用于加氢提质，产生的半焦分别作为发电用半焦和气化用半焦；粗煤气处理***以粒煤热解***产生的热解煤气为原料，产生的回收余热用于发电***中的余热锅炉，产生的二氧化碳进入二氧化碳驱替煤气瓦斯***。

Description

一种全方位煤炭分质利用多联产的***及方法
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及以全粒径煤为原料从而实现油、气、化、电多联产的领域。
背景技术
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，从我国的能源资源和经济发展水平看，在相当长的时间内，煤炭仍将是我国最主要的能源，但是煤炭的直接利用除了煤炭利用效率低外还存在一系列污染问题。
以热解技术为龙头的分质清洁转化技术与其他煤燃烧发电、煤液化、煤气化及气化下游等方向相比，在投资强度、技术经济性、能源转化效率等方面均具有明显的优势，是煤炭综合利用的最优途径。目前煤炭的高效清洁热解工艺根据原料粒径不同分为块煤热解和粉煤热解工艺。
在针对以粉煤为原料的热解过程中，存在产生粉尘粒度小，含量高，热解粉焦和热解油气高温气固分离效果不理想等问题，最终导致煤焦油中灰分含量高，质量较差，无法达到煤焦油进一步深加工的质量指标；而以块煤为原料的热解工艺对原料粒径要求高，无法适用于现有开采情况下产生的大量粉煤。
同时，目前以煤炭为原料的多联产技术多以单一煤气化或者煤热解技术为气头。以单一煤气化为气头的技术单纯依靠CO变换反应调整粗煤气中的碳氢比以满足后续部分的需求，从而增加了***和技术的复杂性，并增加了CO2排放。而单一以煤热解技术为气头的热解技术过程中产生的大量半焦的合理利用成为制约煤热解规模发展的主要因素。
发明内容
为了解决煤炭利用率低，单一煤气化或煤热解气头多联产可调性差、特定热解***煤种适用性弱及粉煤热解的油气高温分离不理想等问题，本发明提供了一种全方位煤炭分质利用多联产的***及方法。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种全方位煤炭分质利用多联产的***，包括备煤***、块煤热解***、粒煤热解***、粗煤气处理***，以及气化***；其中，备煤***的出口分别与块煤热解***和粒煤热解***相连；气化***以空气为输入，以粒煤热解***产生的半焦为原料，产生的气化煤气作为块煤热解***的热载体；块煤热解***产生的块煤热解油气作为粒煤热解***的热载体，产生的块焦一部分作为冶金焦输出，另外一部分块焦作为制电石的原料；粒煤热解***产生的热解煤气进入粗煤气处理***做进一步处理，产生的热解焦油用于加氢提质，产生的半焦分别作为发电用半焦和气化用半焦；粗煤气处理***以粒煤热解***产生的热解煤气为原料，其产生的硫作为产品输出，产生的回收余热用于发电***中的余热锅炉，产生的二氧化碳进入二氧化碳驱替煤气瓦斯***，产生的净化煤气分别作为天然气用合成气、费托合成用合成气、烷基化用合成气和制氢煤气。
所述***进一步包括氢气回收***，所述氢气回收***以粗煤气处理***产生的净化煤气为原料，经处理后产生氢气和脱氢煤气，其中，氢气分为三部分，一部分直接输出，一部分作为油品提质用氢送入加氢精制油***中，一部分作为制MEG用氢送入化学品合成***中，脱氢煤气分为两部分，一部分用作发电用煤气，另一部分作为制MEG用煤气送入化学品合成***中。
所述***进一步包括有加氢精制油***，该加氢精制油***以粒煤热解***产生的热解焦油和氢气回收***产生的氢气为原料进行油品提质，获得加氢成品油和石脑油，其中，所述石脑油作为化学品合成***的原料。
所述化学品合成***以氢气回收***产生的氢气和脱氢煤气为原料产生MEG；以粗煤气处理***产生的净化煤气和加氢精制油***产生的石脑油为原料产生PX，PX经氧化得到PTA，以PTA和MEG为原料产生PET，其中，一部分PTA作为产品输出，另外一部分PTA进入到电石工业***中。
所述粒煤热解***包括粒煤热解炉、分离器，以及冷凝器，其中，所述粒煤热解炉的进口与备煤***出口、块煤分解***的出口相连，粒煤经粒煤热解炉形成粒煤热解油气和半焦末，其中，粒煤热解油气经分离器分离为半焦末和脱尘油气，脱尘油气经冷凝器冷凝得到热解煤气、回收余热，以及热解焦油，其中，粒煤分解炉产生的半焦粒和分离器分离出来的半焦末合并为半焦作为气化用半焦和发电用半焦。
所述粗煤气处理***包括变换单元、脱酸性气体装置，以及硫回收装置，其中，变换单元的入口与冷凝器的热解煤气出口相连；所述冷凝器出来的热解煤气分为两路，一路进入到变换单元形成变换煤气，一路为旁路煤气与变换煤气混合形成混合煤气并进入到脱酸性气体装置内，经脱酸性气体装置处理后得到二氧化碳和脱酸煤气，脱酸煤气经硫回收装置处理后得到净化煤气。
所述化学品合成***包括甲醇-石脑油重整装置、氧化装置、乙二醇合成装置，以及PET合成装置；乙二醇合成装置的进口与氢气回收***的氢气和脱氢煤气出口相连用于合成MEG，所述甲醇-石脑油重整装置的进口分别与粗煤气处理***的净化煤气出口和加氢精制***的石脑油出口相连用于产生PX，所述甲醇-石脑油重整装置的出口与氧化装置的入口相连，所述PET合成装置的入口分别与氧化装置的出口和乙二醇合成装置的出口相连。
所述***进一步包括有发电***，所述发电***包括燃气汽轮机、余热锅炉、粉煤锅炉，以及蒸汽汽轮机，所述燃气汽轮机的进口与氢气回收***的脱氢煤气出口相连，所述燃气汽轮机的出口与余热锅炉的进口相连，所述余热锅炉的进口与粒煤热解***的余热回收出口相连，所述余热锅炉的出口和粉煤锅炉的出口与蒸汽汽轮机的入口相连，所述粉煤锅炉的进口与粒煤热解***的半焦出口相连。
一种基于上述***的联产方法，原料煤经备煤***分为块煤和粒煤，块煤以气化***产生的气化煤气为热载体，在块煤热解***中发生热解反应，生成块煤热解油气和块焦，粒煤热解***以块煤热解***产生的块煤热解油气为热载体，发生热解反应，得到热解煤气、热解焦油和半焦，其中，热解煤气进入粗煤气处理***进行进一步处理，热解焦油用作加氢提质，半焦用作发电用半焦和气化用半焦，所述热解煤气在粗煤气处理***中，经过转化、脱酸、脱硫得到硫、二氧化碳、净化煤气和回收余热，其中，硫作为产品直接输出，二氧化碳进入到二氧化碳取替煤层瓦斯***驱替煤层中瓦斯，所述回收余热送入到发电***中，净化煤气用作天然气合成气、费托合成用合成气、烷基化用合成气和制氢煤气。
用作制氢煤气的净化煤气在氢气回收***中经分离得到氢气和脱氢煤气，其中，一部分氢气直接输出，一部分氢气作为油品提质用氢送入加氢精制油***中，一部分送入化学品合成***中制备MEG，脱氢煤气的一部分作为发电燃料发电，另一部分送入化学品合成***中合成MEG；所述粒煤热解***产生的热解焦油和氢气回收***产生的油品提质用氢在加氢精制油***进行油品提质，得到加氢成品油和石脑油，其中，石脑油送入化学品合成***H中。
与现有技术相比，本发明全方位煤炭分质利用多联产的***及方法至少具有以下优点：
1.原料适用性强：在本发明中以全粒径煤炭作为原料。
2.热量自平衡：在本发明中采用气化煤气及热解煤气作为热解过程的热载体，可实现体现中的热量平衡。
3.气体自净化功能：在本发明块煤热解炉兼顾颗粒床分离器的作用可对气化煤气和热解煤气起到除尘的作用，有效改善粉煤热解的高温气固分离问题。
附图说明
图1为本发明的整体工艺***示意图；
图2为图1的细化工艺组成示意图。
图1中，A为备煤***，B为块煤热解***，C为粒煤热解***，D为粗煤气处理***，E为合成天然气***，F为费托合成***，G为二氧化碳驱替煤层瓦斯***，H为化学品合成***，I为加氢精制油***，J为H2回收***，K为发电***，L为电石工业***，M为气化***，101为原料煤，107为块煤热解油气，110为热解煤气，112为块焦，113为冶金焦，114为二氧化碳，116为回收余热，117为热解焦油，118为半焦，119为气化用半焦，120为发电用半焦，121为气化煤气，123为电石用焦，124为空气，126为硫，127为制氢煤气，130为烷基化用合成气，131为费托合成用合成气，132为制天然气用合成气，133为氢气，134为产品氢气，135为脱氢煤气，136为油品提质用氢，143为石灰，148为产品乙炔，149为甲醛，151为产品BDO，153为外输电能，154为产品PBT，155为加氢成品油，156为石脑油，159为产品PX，160为制PBT用PTA，161为PTA，162为产品PTA，164为产品PET，166为费托成品油，168为产品甲烷，173为发电用煤气，174为制MEG用煤气，175为制MEG用氢，176为产品乙二醇，178为发电二氧化碳，179为粒煤，180为块煤，181为煤层中甲烷，184为净化煤气。
图2中，A为备煤***，B为块煤热解***，C为粒煤热解***，D为粗煤气处理***，E为合成天然气***，F为费托合成***，G为二氧化碳驱替煤层瓦斯***，H为化学品合成***，I为加氢精制油***，J为H2回收***，K为发电***，L为电石工业***，M为气化***，1为选煤设备，2为型煤设备，3为空气分离装置，4为气化炉，5为粒煤热解炉，6为块煤热解炉，7为分离器，8为冷凝器，9为变换单元，10为脱酸性气装置，11为硫回收装置，12为变压吸附塔，13为加氢精制反应器，14为分离塔，15为合成天然气装置，16为甲醇-石脑油重整装置，17为精馏塔，18为燃气汽轮机，19为余热锅炉，20为粉煤锅炉，21为蒸汽汽轮机，22为电石炉，23为冷却塔，24为乙炔发生器，25为费托合成塔，26为油水分离器，27为PET合成装置，28为氧化装置，29为清净塔，30为BDO合成装置，31为PBT合成塔，32为二氧化碳驱替煤层瓦斯单元，33为乙二醇合成装置，101为原料煤，102为原料粒煤，103为原料块煤，104为原料粉煤，105为成型粒煤，106为成型块煤，107为块煤热解油气，108为粒煤热解油气，109为脱尘油气，110为热解煤气，111为混合煤气，112为块焦，113为冶金焦，114为二氧化碳，115为脱酸煤气，116为回收余热，117为热解焦油，118为半焦，119为气化用半焦，120为发电用半焦，121为气化煤气，122为氧气，123为电石用焦，124为空气，125为氮气，126为硫，127为制氢煤气，128为乙二醇，129为制PET用乙二醇，130为烷基化用合成气，131为费托合成用合成气，132为制天然气用合成气，133为氢气，134为产品氢气，135为脱氢煤气，136为油品提质用氢，137为加氢合成油，138为净化后加氢合成油，139为燃气烟气，140为过热蒸汽，141为燃煤过热蒸汽，142为电石，143为石灰，144为冷却电石，145为乙炔，146为净化乙炔，147为制BDO用乙炔，148为产品乙炔，149为甲醛，150为制PBT用BDO，151为产品BDO，152为BDO，153为外输电能，154为产品PBT，155为加氢成品油，156为石脑油，157为PX，158为制PTA用PX，159为产品PX，160为制PBT用PTA，161为PTA，162产品PTA，163制PET用PTA，164为产品PET，165为费托合成油，166为费托成品油，167为燃气电能，168为产品甲烷，169为半焦末，170为旁路煤气，171为变换煤气，172为变换后煤气，173为发电用煤气，174为制MEG用煤气，175为制MEG用氢，176为产品乙二醇，177为蒸汽电能，178为发电二氧化碳，179为粒煤，180为块煤，181为煤层中甲烷，182为燃气二氧化碳183为燃煤二氧化碳184净化煤气。
具体实施方式
本发明所述***整体组成结构如图1所示：
备煤***A以原料煤101为原料，设有粒煤179和块煤180两个出口，块煤180出口与块煤热解***B的原料进口相连接，粒煤179出口与粒煤热解***C的原料进口相连接。
块煤热解***B的热载体由气化***M中产生的气化煤气121提供，块煤热解***B设有块煤热解油气107出口和块焦112出口，块煤热解油气107出口与粒煤热解***C的热载体进口相连接，块煤热解***B的块焦112出口分为两路，一路直接作为冶金焦113输出，一路作为电石用焦123支路与电石工业***L的制电石原料进口相连接。
粒煤热解***C设有热解煤气110出口、热解焦油117出口和半焦118出口，半焦118出口分为发电用半焦120和气化用半焦119两路，分别与发电***K原料进口和气化***M原料进口相连接，粒煤热解***C的热解焦油117出口与加氢精制油***I进口相连接，热解煤气110出口与粗煤气处理***D进口相连接。
粗煤气处理***D设有硫126出口、二氧化碳114出口、回收余热116出口和净化煤气184出口，硫126作为产品直接输出，回收余热116输入发电***K中，二氧化碳114出口与二氧化碳驱替煤层瓦斯***G二氧化碳进口相连接，经粗煤气处理***D脱酸脱硫的净化煤气184出口分为四路分别与合成天然气***E、费托合成***F、化学品合成***H和H2回收***J的合成气进口相连接。
粗煤气处理***D的净化煤气184出口的制天然气用合成气132支路与合成天然气E的进口相连接，合成天然气***E设有甲烷168出口；粗煤气处理***D的净化煤气184出口的费托合成用合成气131支路与费托合成***F的进口相连接，且费托合成***F设有费托合成油166出口。
粗煤气处理***D的净化煤气184出口的制氢煤气127支路与H2回收***J的进口相连接，H2回收***J设有氢气133出口和脱氢煤气135出口，H2133出口分为三路，一路为油品提质用氢136支路与加氢精制油***I氢源进口连接，一路为制MEG用氢175与化学品合成***H的制MEG的氢源进口连接，一路为产品H2134直接输出，H2回收***J的脱氢煤气135出口分为两路，一路为发电用煤气173支路与发电***的燃气进口相连接，另一部为制MEG用煤气174支路与化学品合成***H的制MEG的碳源进口相连接。
粗煤气处理***D的净化煤气184出口的烷基化用合成气130支路与化学品合成***H的进口相连接，化学品合成***H设有产品PX159出口、产品PET164出口、PTA161出口和产品MEG176出口，其中PTA161出口设有两个支路，一路为产品PTA162输出支路，一路为制PBT用PTA160支路与电石工业***L的制PBT原料进口连接；加氢精制油***I设有加氢成品油155出口和石脑油156出口，石脑油156出口与化学品合成***H石脑油进口相连通；电石工业***L设有产品乙炔148出口、产品BDO151出口和产品PBT154出口。
发电***K设有外输电能153和发电二氧化碳178出口，发电二氧化碳178出口与二氧化碳驱替煤层瓦斯***G的进口相连接；二氧化碳驱替煤层瓦斯***G设有煤层中甲烷181出口。
图1所示方案的具体工艺路线如下所述：
原料煤101送入备煤***A中经过筛选和处理将（6-20mm）的粒煤179和（>20mm）的块煤180分别送入粒煤热解***C和块煤热解***B中；
在粒煤热解***C中，以块煤热解***B提供的块煤热解油气107为热载体，粒煤179在500-800℃时发生热解反应，经过热解及分离工艺得到热解煤气110、热解焦油117和半焦118，热解煤气110（V/V%，CO47.14%，H234.35%，CO217.6%，CH40.117%，等）送入粗煤气处理***Ｄ中进行后续处理，热解焦油117送入加氢精制油***I中进行加氢提质，半焦118分为两部分，一部分作为发电用半焦120送入发电***K中，另一部分作为气化用半焦119送入气化***M中；
在气化***M中，气化用半焦119在1300℃的高温条件下发生气化反应生成的气化煤气121（V/V%，H221.90%，CH439.91%，CO19.89%，CO213.71%，等）通入块煤热解***B中作为块煤热解热载体；
块煤180在块煤热解***B中500-800℃条件下发生热解反应，生成的块煤热解油气107作为热载体通入粒煤热解***Ｃ中，热解产物块焦112分为两部分，一部分作为产品冶金焦113直接外供，另一部分作为电石用焦123送入电石工业***L中；
热解煤气110在粗煤气处理***D中，经过转化、脱酸、脱硫等步骤得到硫126、二氧化碳114、净化煤气184和回收余热116，硫126作为产品直接输出，二氧化碳114送入二氧化碳驱替煤层瓦斯***Ｇ中驱替煤层中瓦斯，回收余热116送入发电***K中，净化煤气184则分为制天然气用合成气132、费托合成用合成气131、烷基化用合成气130和制氢煤气127四部分；
制天然气合成气132送入合成天然气***E中转化为甲烷排出；费托合成用合成气131送入费托合成***Ｆ中经过合成、净化、分离等过程制得产品费托合成油166；
制氢煤气127送入H2回收***J中分离得到氢气133和脱氢煤气135，氢气133分为三部分，一部分作为产品氢气134直接输出，一部分作为油品提质用氢136送入加氢精制油***I中，一部分作为制MEG用氢175送入化学品合成***H中，脱氢煤气135分为两部分，一部分作为发电用煤气173送入发电***K中，另一部分作为制MEG用煤气174送入化学品合成***H中；
热解焦油117和油品提质用氢136在加氢精制油***I进行油品提质，分离等过程得到加氢成品油155和石脑油156，加氢成品油155作为产品直接输出，石脑油156送入化学品合成***H中；
在化学品合成***H中，制MEG用氢175和制MEG用煤气174制得MEG，烷基化用合成气130和石脑油156制得PX，PX经过氧化得PTA，PTA和MEG制得PET，PTA161分别两部分，一部为产品PTA162直接输出，另一部分制PBT用PTA160送入电石工业***L中，其余的产品PX159、产品PET164、产品MEG176直接输出；
在电石工业***L中，以电石用焦123和石灰143为原料制备电石、以电石为原料制备乙炔，乙炔和甲醛149合成BDO，BDO和制PBT用PTA160反应得到PBT，可得到产品乙炔148、产品BDO151和产品PBT154外供；
在发电***K中将燃料发电用半焦120、发电用煤气173以及回收余热116均转化成外输电能153，并产生发电二氧化碳178，发电二氧化碳178送入二氧化碳驱替煤层瓦斯***G中；
二氧化碳114和发电二氧化碳178在二氧化碳驱替煤层瓦斯***G中驱替出煤层中瓦斯得到煤层中甲烷181，与合成天然气***E得到的甲烷一同作为产品甲烷168外供。
下面结合图2对本发明的图1进行细化描述，虚线框划分了每一***中的具体设备，对本发明作进一步详细说明：
附图2中各***的具体组成结构关系如下所述：
备煤***A包括选煤设备01和型煤设备02；块煤热解***B包括块煤热解炉06；粒煤热解***C由粒煤热解炉05、分离器07及冷凝器08组成；粗煤气处理***D由变换单元09、脱酸性气装置10和硫回收装置11组成；合成天然气***E由合成天然气装置15构成；费托合成***F包括费托合成塔25和油水分离器26；二氧化碳驱替煤层瓦斯***G由二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32组成，化学品合成***H包括甲醇-石脑油重整装置16、氧化装置28、乙二醇合成设备33及PET合成装置27；加氢精制油***I由加氢精制反应器13、分离塔14和精馏塔17组成；H2回收***J由变压***塔12组成；发电***K由燃气汽轮机18、余热锅炉19、粉煤锅炉20、蒸汽汽轮机21组成；电石工业***L包括电石炉22、冷却塔23、乙炔发生器24、清净塔29、BDO合成装置30及PBT合成塔31；气化***M由空气分离装置03和气化炉04组成。
下面对图2中各***中设备之间的连接关系作进一步详细说明。
备煤***A包括选煤设备01以及与选煤设备01粉煤出口相连接的型煤设备02，选煤设备01及型煤设备02均设有粒煤出口和块煤出口。
块煤热解***B包括：与备煤***A的选煤设备01及型煤设备02的块煤出口相连接的块煤热解炉06，块煤热解炉06的热载体进口与气化***M中气化炉04的气化煤气出口相连通，块煤热解炉06设有块煤热解油气出口和块焦出口，块焦出口分为两路，一路为冶金焦直接输出，一路为电石用焦支路。
粒煤热解***C包括原料进口与备煤***A的选煤设备01及型煤设备02的粒煤出口相连接，热载体进口与块煤热解***B的块煤热解油气出口相连通的粒煤热解炉05，粒煤热解炉05设有粒煤热解油气出口和半焦粒出口，其中粒煤热解油气出口与分离器07气体入口相连通，分离器07设有半焦末出口及脱尘油气出口，脱尘油气出口与冷凝塔08的进口相连通，冷凝塔08开设有热解煤气出口、回收余热出口和热解焦油出口，粒煤热解炉05的半焦粒出口和分离器07的半焦末出口合并为半焦再分为气化用半焦和发电用半焦两路。
粗煤气处理***D包括与粒煤热解***C冷凝塔08的热解煤气出口的变换煤气管支路连接的变换单元09以及与变换单元09变换后煤气及粒煤热解***C冷凝塔08的热解煤气出口另一支路旁路煤气混合后的混合煤气管道相连通的脱酸性气装置10，脱酸性气装置10设有二氧化碳出口和脱酸煤气出口，脱酸煤气出口与硫回收装置11相连通，硫回收装置11设有硫出口和净化煤气出口，净化煤气出口分为四个支路，分别为制氢煤气支路、烷基化用合成气支路、费托合成用合成气支路及制天然气用合成气支路。
合成天然气***E为与粗煤气处理***D中硫回收装置11的制天然气用合成气支路相连通的合成天然气装置15，合成天然气装置15设有甲烷出口。
费托合成***F包括与粗煤气处理***D中硫回收装置11的费托合成用合成气支路相连通的费托合成塔25以及与费托合成塔25费托合成油出口相连通的油水分离器26，油水分离器26设有费托成品油出口。
二氧化碳驱替煤气瓦斯***G为与粗煤气处理***Ｄ中脱酸性气装置10的二氧化碳出口以及与发电***K的发电二氧化碳出口相连接的二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32，二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32设有煤层中甲烷出口。
化学品合成***H包括与粗煤气处理***D中硫回收装置11的烷基化用合成气支路以及与加氢精制油***I中精馏塔17石脑油出口相连通的甲醇-石脑油重整装置16和乙二醇合成装置33，乙二醇合成装置33的氢源进口与H2回收***J中变压吸附塔12氢气出口的制MEG用氢支路相连通，乙二醇合成装置33的碳源进口与H2回收***J中变压吸附塔12脱氢煤气出口的制MEG用煤气支路相连通，且乙二醇合成装置33设有乙二醇出口，乙二醇出口分为两路，一路为产品乙二醇直接输出，一路为制PET用乙二醇支路，甲醇-石脑油重整装置16的PX出口分为两路，一支路为输出产品PX管道，另一支路为制PTA用PX管道与氧化装置28相连通，氧化装置28设有PTA出口，PTA出口分为三路，一路直接输出产品PTA，一路为制PBT用PTA支路与电石工业***K中的PBT合成塔31相连通，一路为制PET用PTA支路与PET合成装置27相连通，PET合成装置27设有PET出口。
加氢精制油***I包括与粒煤热解***C中冷凝塔08热解焦油出口相连接，且与H2回收***J中变压吸附塔12氢气出口的油品提质用氢支路相连通的加氢精制反应器13，加氢精制反应器13的加氢合成油出口与分离塔14进口相连接，分离塔14的净化后加氢合成油出口与精馏塔17进口相连通，精馏塔17设有顶部的石脑油出口和底部的加氢成品油出口。
H2回收***J为与粗煤气处理***D中硫回收装置11的制氢煤气出口相连通的变压吸附塔12，变压吸附塔12设有氢气出口和脱氢煤气出口，氢气出口分为三路，一路为产品氢气直接输出管道，一路为油品提质用氢支路，一路为制MEG用氢支路，脱氢煤气出口分为两路，一路为发电用煤气支路，另一路为制MEG用氢支路。
发电***K包括与H2回收***J中变压吸附塔12的脱氢煤气出口的发电用煤气支路相连通的燃气汽轮机18以及与粒煤热解***Ｃ的发电用半焦相连通的粉煤锅炉20，燃气汽轮机18设有燃气二氧化碳出口、燃气电能出口及燃气烟气出口，燃气烟气出口与余热锅炉19相连通，且余热锅炉19与粒煤热解***C中的冷凝塔08的回收余热出口相连接，余热锅炉19的过热蒸汽出口及粉煤锅炉20的燃煤过热蒸汽出口与蒸汽汽轮机21相连接，蒸汽汽轮机21设有蒸汽电能出口。
电石工业***L包括与块煤热解***B中块煤热解炉06的块焦出口的电石用焦支路相连通的电石炉22和与化学品合成***H中氧化装置28的PTA出口的制PBT用PTA支路相连通的PBT合成塔31，电石炉22的电石出口与冷却塔23的进口相连接，冷却塔23的冷却电石出口与乙炔发生器24的进口相连接，乙炔发生器24的乙炔出口与清净塔29的进口相连接，清净塔29的净化乙炔出口分为两路，一路为产品乙炔直接输出，一路为制BDO用乙炔支路，制BDO用乙炔支路与BDO合成装置30相连通，BDO合成装置30设有BDO出口，BDO出口分为两路，一路为产品BDO直接输出，另一路为制PBT用BDO支路，制PBT用BDO支路与PBT合成塔31相连接，PBT合成塔31设有PBT出口。
气化***M包括空气分离装置03及与空气分离装置03氧气出口相连通的气化炉04，且气化炉04的原料进口与粒煤热解***C中的半焦粒和半焦末合并半焦出口的气化用半焦支路相连通，气化炉04设有气化煤气出口。
下面详细描述图2所示方案的具体工艺路线：
原料煤101经过选煤设备01可筛分为原料粉煤104（0-6mm）、原料粒煤102（6-20mm）和原料块煤103（>20mm），原料粉煤104送入型煤设备02中再成型为（6-20mm）的成型粒煤105和大于20mm的成型块煤106，成型粒煤105和原料粒煤102合并为粒煤179送入粒煤热解炉05在500-800℃下进行热解，成型块煤106和原料块煤103合并为块煤180送入块煤热解炉06在500-800℃下进行块煤热解。
粒煤热解炉05生产粒煤热解油气108和半焦粒，煤热解油气108通入分离器07得到脱尘油气109和半焦末169，半焦末169和半焦粒混合为半焦118后分为两部分，一部分为气化用半焦119送入气化炉04与空气分离装置03制得的氧气122一同在气化炉04中在1300℃的高温条件下发生气化反应生成气化煤气121（V/V%，H221.90%，CH439.91%，CO19.89%，CO213.71%，等），并以热载体的形式通入块煤热解炉06中，另一部分半焦作为发电用半焦120送入粉煤锅炉20中作为燃料，分离器07中得到的脱尘油气109通入冷凝器08得到热解煤气110（V/V%，CO47.14%，H234.35%，CO217.6%，CH40.117%，等）、热解焦油117和回收余热116，并将热解焦油117通入加氢精制反应器13中进行加氢提质，回收余热116通入余热锅炉19中作为发电热源；
块煤热解炉06中的块煤热解反应生成块煤热解油气107及块焦112，块煤热解油气107作为热载体通入粒煤热解炉05中，块焦112一部分作为冶金焦113外供，一部分为电石用焦123送入电石炉22；
热解煤气110分为两路一路为旁路煤气170，另一路为变换煤气171，变换煤气171通入变化单元09转化为变换后煤气172，并与旁路煤气170混合为混合煤气111，混合煤气111再依次在脱酸性气装置10中分离出二氧化碳114，硫回收装置11中分离出硫126得到净化煤气184，二氧化碳114和发电二氧化碳178均通入二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32中得到煤层中甲烷181，硫126作为产品直接输出；
净化煤气184根据不同的用途分为四路，制氢煤气127、烷基化用合成气130、费托合成用合成气131及制天然气用合成气132；
制氢煤气127通入变压吸附塔12制得氢气133和脱氢煤气135，氢气133分为三路，一部分氢气作为制MEG用氢175通入乙二醇合成装置33作为氢源，一部分作为产品氢气134输出外用，另一部分氢气作为油品提质用氢136通入加氢精制反应器13与热解焦油117发生加氢反应制得加氢合成油137并依次通入分离塔14和精馏塔17制得石脑油156和加氢成品油155，石脑油156通入甲醇-石脑油重整装置16进行重整反应；变压吸附塔12排出的脱氢煤气135分为两部分，一部分作为发电用煤气173通入燃气汽轮机18生产燃气电能167，另一部分作为制MEG用煤气174通入乙二醇合成装置33与制MEG用氢175合成制得乙二醇128，乙二醇128一部分直接作为产品乙二醇176输出，另一部分作为制PET用MEG129送入PET合成装置27中；
烷基化用合成气130通入甲醇-石脑油重整装置16与石脑油156发生反应生成对二甲苯（PX）157，PX分为两部分，一部分作为产品PX159外供，另一部分为制PTA用PX158经过氧化装置28氧化得对苯二甲酸（PTA）161，PTA下游分为三个途径，其一作为产品PTA162直接输出，其二作为制PBT用PTA160通入PBT合成塔31中，其三作为制PET用PTA163通入PET合成装置27并与制PET用MEG129合成制得产品PET164；
费托合成用合成气131通入费托合成塔25制得费托合成油165并经过油水分离器26得到费托成品油166；制天然气用合成气132通入合成天然气装置15合成甲烷气体并与二氧化碳驱替所得的煤层中甲烷181一并作为产品甲烷168输出；
通入电石炉22的电石用焦123和外供石灰143在电石炉22中生产的电石142并依次通入冷却塔23、乙炔发生器24和清净塔29得到净化乙炔146，一部分乙炔作为产品乙炔148输出，另一部分作为制BDO用乙炔147通入BDO合成装置30并通入甲醛149合成得1,4-丁二醇（BDO）152，且BDO分为两路，一部分产品BDO151外供，一部分作为合成PBT用BDO150通入PBT合成塔31，与制PBT用PTA合成得产品聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）154；
发电用煤气173通入燃气汽轮机18生产燃气电能167，并排出燃气烟气139，燃气烟气139和在冷凝塔08中得到的回收余热116一起通入余热锅炉19产生过热蒸汽140并通入蒸汽汽轮机21，发电用半焦120在粉煤锅炉20中燃烧得到燃煤过热蒸汽141亦通入蒸汽汽轮机21，蒸汽汽轮机21在过热蒸汽140和燃煤过热蒸汽141共同的作用下产生蒸汽电能177，蒸汽电能177和热力电能167并网作为外输电能153输出，燃气汽轮机18中产生的燃气二氧化碳182和粉煤锅炉20中产生的燃煤二氧化碳183合并为发电二氧化碳178通入二氧化碳驱替煤层瓦斯单元32。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种全方位煤炭分质利用多联产的***，其特征在于：包括备煤***（A）、块煤热解***（B）、粒煤热解***（C）、粗煤气处理***（D），以及气化***（M）；其中，备煤***的出口分别与块煤热解***（B）和粒煤热解***（C）相连；气化***以空气为输入，以粒煤热解***（C）产生的半焦为原料，产生的气化煤气作为块煤热解***（B）的热载体；块煤热解***（B）产生的块煤热解油气作为粒煤热解***的热载体，产生的块焦一部分作为冶金焦输出，另外一部分块焦作为制电石的原料；粒煤热解***（C）产生的热解煤气进入粗煤气处理***做进一步处理，产生的热解焦油用于加氢提质，产生的半焦分别作为发电用半焦和气化用半焦；粗煤气处理***（D）以粒煤热解***（C）产生的热解煤气为原料，其产生的硫作为产品输出，产生的回收余热用于发电***中的余热锅炉，产生的二氧化碳进入二氧化碳驱替煤气瓦斯***（G），产生的净化煤气分别作为天然气用合成气、费托合成用合成气、烷基化用合成气和制氢煤气。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述***进一步包括氢气回收***（J），所述氢气回收***以粗煤气处理***（D）产生的净化煤气为原料，经处理后产生氢气和脱氢煤气，其中，氢气分为三部分，一部分直接输出，一部分作为油品提质用氢送入加氢精制油***（I）中，一部分作为制MEG用氢送入化学品合成***（H）中，脱氢煤气分为两部分，一部分用作发电用煤气，另一部分作为制MEG用煤气送入化学品合成***（H）中。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述***进一步包括有加氢精制油***（I），该加氢精制油***（I）以粒煤热解***（C）产生的热解焦油和氢气回收***（J）产生的氢气为原料进行油品提质，获得加氢成品油和石脑油，其中，所述石脑油作为化学品合成***的原料。
4.如权利要求2所述的***，其特征在于：所述化学品合成***（H）以氢气回收***（J）产生的氢气和脱氢煤气为原料产生MEG；以粗煤气处理***产生的净化煤气和加氢精制油***（I）产生的石脑油为原料产生PX，PX经氧化得到PTA，以PTA和MEG为原料产生PET，其中，一部分PTA作为产品输出，另外一部分PTA进入到电石工业***中。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述粒煤热解***包括粒煤热解炉（05）、分离器（07），以及冷凝器（08），其中，所述粒煤热解炉的进口与备煤***的出口和块煤热解***的出口相连，粒煤经粒煤热解炉形成粒煤热解油气和半焦末，其中，粒煤热解油气经分离器分离为半焦末和脱尘油气，脱尘油气经冷凝器冷凝得到热解煤气、回收余热，以及热解焦油，其中，粒煤热解炉产生的半焦粒和分离器分离出来的半焦末合并为半焦作为气化用半焦和发电用半焦。
6.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述粗煤气处理***（D）包括变换单元（09）、脱酸性气体装置（10），以及硫回收装置（11），其中，变换单元（09）的入口与冷凝器的热解煤气出口相连；所述冷凝器出来的热解煤气分为两路，一路进入到变换单元形成变换煤气，一路为旁路煤气与变换煤气混合形成混合煤气并进入到脱酸性气体装置内，经脱酸性气体装置处理后得到二氧化碳和脱酸煤气，脱酸煤气经硫回收装置处理后得到净化煤气。
7.如权利要求4所述的***，其特征在于：所述化学品合成***（H）包括甲醇-石脑油重整装置（16）、氧化装置（28）、乙二醇合成装置（33），以及PET合成装置（27）；乙二醇合成装置的进口与氢气回收***的氢气和脱氢煤气出口相连用于合成MEG，所述甲醇-石脑油重整装置的进口分别与粗煤气处理***的净化煤气出口和加氢精制***的石脑油出口相连用于产生PX，所述甲醇-石脑油重整装置的出口与氧化装置的入口相连，所述PET合成装置的入口分别与氧化装置的出口和乙二醇合成装置的出口相连。
8.如权利要求1所述的***，其特征在于：所述***进一步包括有发电***，所述发电***包括燃气汽轮机（18）、余热锅炉（19）、粉煤锅炉（20），以及蒸汽汽轮机（21），所述燃气汽轮机的进口与氢气回收***的脱氢煤气出口相连，所述燃气汽轮机的出口与余热锅炉的进口相连，所述余热锅炉的进口与粒煤热解***的余热回收出口相连，所述余热锅炉的出口和粉煤锅炉的出口与蒸汽汽轮机的入口相连，所述粉煤锅炉的进口与粒煤热解***的半焦出口相连。
9.一种基于权利要求1所述***的联产方法，其特征在于：原料煤经备煤***分为块煤和粒煤，块煤以气化***产生的气化煤气为热载体，在块煤热解***中发生热解反应，生成块煤热解油气和块焦，粒煤热解***以块煤热解***产生的块煤热解油气为热载体，发生热解反应，得到热解煤气、热解焦油和半焦，其中，热解煤气进入粗煤气处理***进行进一步处理，热解焦油用作加氢提质，半焦用作发电用半焦和气化用半焦，所述热解煤气在粗煤气处理***中，经过转化、脱酸、脱硫得到硫、二氧化碳、净化煤气和回收余热，其中，硫作为产品直接输出，二氧化碳进入到二氧化碳取替煤层瓦斯***驱替煤层中瓦斯，所述回收余热送入到发电***中，净化煤气用作天然气合成气、费托合成用合成气、烷基化用合成气和制氢煤气。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：用作制氢煤气的净化煤气在氢气回收***中经分离得到氢气和脱氢煤气，其中，一部分氢气直接输出，一部分氢气作为油品提质用氢送入加氢精制油***中，一部分送入化学品合成***中制备MEG，脱氢煤气的一部分作为发电燃料发电，另一部分送入化学品合成***中合成MEG；所述粒煤热解***产生的热解焦油和氢气回收***产生的油品提质用氢在加氢精制油***进行油品提质，得到加氢成品油和石脑油，其中，石脑油送入化学品合成***H中。
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