历经多年不懈探索,德赢vwin自主研发了煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术,作为一种新型气化技术,既能实现煤高效清洁转化制天然气,同时又能副产高附加值芳烃油品,是煤制天然气的重要工艺路线之一,融合了煤制气和煤制油的优势,通过梯级利用、全价开发,真正实现煤炭资源的清洁、高效、综合利用,为我国洁净煤利用方向提供了一条新途径。
煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术(简称煤加氢气化),是指煤粉与氢气在中温(800-1000℃)和高压(5-10MPa)条件下反应,生成甲烷、轻质芳烃油品和清洁半焦的过程。这一过程包括煤粉快速热解加氢过程、挥发分二次加氢裂解和活性半焦加氢过程。氢气以自由基的形式参加反应,减少了挥发分自由基间的缩合反应,进而增加油、气产率。热解产生的挥发分在一定温度压力下继续与氢气发生加氢反应生成二次裂解产物,最终产物主要为甲烷、一氧化碳、芳烃油品(苯、萘、菲等)及少量二氧化碳,油品品质有了极大改善。此外,部分活性半焦中的炭与氢气反应生成甲烷,有效增加了原煤到甲烷的一次转化率。
煤加氢气化联产甲烷和芳烃技术历经11 年技术研发,获得了国家863计划项目、“十三五”国家重点研发计划的持续支持,先后完成10 吨/天工艺开发装置、50 吨/天中试装置建设,在积累大量试验数据基础上,完成高压氢气/ 粉煤密相输送工业技术、高温氢/ 煤对撞流高速混合喷嘴及气化炉放大技术以及低密度粉体半焦高温高压连续排焦及余热回收技术等关键技术的开发,通过系统集成与优化,完成了400 吨/天加氢气化工业示范装置的设计,在内蒙古达拉特旗完成装置建设。
2018 年12 月,400 吨/天加氢气化工业示范装置一次性打通全流程,产出合格产品。2021年7月400 吨/天加氢气化工业示范装置实现了工业示范装置连续运行长周期连续稳定运行,期间通过了中国石油和工业联合会的现场考核,在设计工艺条件(6.5MPa ~ 7.0MPa,800℃~ 900℃)下,实现了粉煤加氢直接转化联产甲烷和芳烃。运行结果显示,加氢气化过程甲烷直接产率为0.5 ~ 0.8 标方/ 公斤碳,油品产率为10% ~ 15%(干基煤),油品组成简单,沸点低,易分离。
(1)实现煤到化工及能源产品的一次直接转化,转化效率高。
(2)芳烃油品产率高、附加值高。
(3)更加清洁环保。该工艺产品气中二氧化碳少(2% ~ 5%);采用干法除尘工艺,过程中充分考虑余热回收、气体激冷等,在提高热效率的同时大大降低污水处理量。
煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术通过煤加氢反应过程充分利用了低变质煤种自身化学结构,在获得甲烷产品同时得到高附加值芳烃油品,兼具煤制气和煤制油的优势,工艺过程油品收率高、耗水少,通过对煤分级、分质、梯级利用实现煤炭的全价、高效、清洁转化,其经济优势明显,是最先进的清洁煤转化技术之一,该技术对于综合高效利用占我国储量40%以上的低阶煤资源,尤其是高挥发分的低变质煤炭资源有着重要意义,技术发展前景广阔。