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),既能實現(xiàn)煤高效清潔轉(zhuǎn)化制天然氣,同時又能副產(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,通過梯級利用、全價開發(fā),真正實現(xiàn)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。
煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴技術(shù)(簡稱煤加氫氣化),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程。這一過程包括煤粉快速熱解加氫過程、揮發(fā)分二次加氫裂解和活性半焦加氫過程。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),獲得了國家863計劃項目、“十三五”國家重點研發(fā)計劃的持續(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,在內(nèi)蒙古達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)示范裝置實現(xiàn)了工業(yè)示范裝置連續(xù)運行長周期連續(xù)穩(wěn)定運行,期間通過了中國石油和工業(yè)聯(lián)合會的現(xiàn)場考核,在設(shè)計工藝條件(6.5MPa ~ 7.0MPa,800℃~ 900℃)下,實現(xiàn)了粉煤加氫直接轉(zhuǎn)化聯(lián)產(chǎn)甲烷和芳烴。運行結(jié)果顯示,加氫氣化過程甲烷直接產(chǎn)率為0.5 ~ 0.8 標方/ 公斤碳,油品產(chǎn)率為10% ~ 15%(干基煤),油品組成簡單,沸點低,易分離。
(1)實現(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,過程中充分考慮余熱回收、氣體激冷等,在提高熱效率的同時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)通過煤加氫反應(yīng)過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,工藝過程油品收率高、耗水少,通過對煤分級、分質(zhì)、梯級利用實現(xiàn)煤炭的全價、高效、清潔轉(zhuǎn)化,其經(jīng)濟優(yōu)勢明顯,是最先進的清潔煤轉(zhuǎn)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)煤炭資源有著重要意義,技術(shù)發(fā)展前景廣闊。