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(xiàn)煤高效清潔轉(zhuǎn)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之一,融合了煤制氣和煤制油的優(yōu)勢(shì),通過(guò)梯級(jí)利用、全價(jià)開發(fā),真正實(shí)現(xiàn)煤炭資源的清潔、高效、綜合利用,為我國(guó)潔凈煤利用方向提供了一條新途徑。
煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)(簡(jiǎn)稱煤加氫氣化),是指煤粉與氫氣在中溫(800-1000℃)和高壓(5-10MPa)條件下反應(yīng),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(yīng),減少了揮發(fā)分自由基間的縮合反應(yīng),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(xù)與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)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(yīng)生成甲烷,有效增加了原煤到甲烷的一次轉(zhuǎn)化率。
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(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目、“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的持續(xù)支持,先后完成10 噸/天工藝開發(fā)裝置、50 噸/天中試裝置建設(shè),在積累大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,完成高壓氫氣/ 粉煤密相輸送工業(yè)技術(shù)、高溫氫/ 煤對(duì)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(xù)排焦及余熱回收技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā),通過(guò)系統(tǒng)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(shè)計(jì),在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗完成裝置建設(shè)。
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(xiàn)了工業(yè)示范裝置連續(xù)運(yùn)行長(zhǎng)周期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,期間通過(guò)了中國(guó)石油和工業(yè)聯(lián)合會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)考核,在設(shè)計(jì)工藝條件(6.5MPa ~ 7.0MPa,800℃~ 900℃)下,實(shí)現(xiàn)了粉煤加氫直接轉(zhuǎn)化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴。運(yùn)行結(jié)果顯示,加氫氣化過(guò)程甲烷直接產(chǎn)率為0.5 ~ 0.8 標(biāo)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。
(1)實(shí)現(xiàn)煤到化工及能源產(chǎn)品的一次直接轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)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。
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(yīng)過(guò)程充分利用了低變質(zhì)煤種自身化學(xué)結(jié)構(gòu),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(shì),工藝過(guò)程油品收率高、耗水少,通過(guò)對(duì)煤分級(jí)、分質(zhì)、梯級(jí)利用實(shí)現(xiàn)煤炭的全價(jià)、高效、清潔轉(zhuǎn)化,其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯,是最先進(jìn)的清潔煤轉(zhuǎn)化技術(shù)之一,該技術(shù)對(duì)于綜合高效利用占我國(guó)儲(chǔ)量40%以上的低階煤資源,尤其是高揮發(fā)分的低變質(zhì)煤炭資源有著重要意義,技術(shù)發(fā)展前景廣闊。