1.一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于包括如下步骤:
(1)、原煤、水蒸气和氧气经过煤炭气化生成水煤气,水煤气经初步净化得到初净化水煤气;
(2)、初净化后的水煤气进入深度净化,得到产品S、CO和H2,净化后的CO和H2与变压吸附来的H2以及和费托合成循环尾气混合成为费托合成原料气,费托合成原料气在费托合成催化剂作用下进行费托合成反应,得到烃类混合物和尾气,烃类混合物经分离得到石蜡、汽油、柴油、溶剂油以及石脑油多种产品;
(3)、费托合成后的尾气经第一变压吸附分离所得的CO2去合成尿素单元;剩余尾气经第二、第三吸附分离分别获得的CO和H2循环去费托合成;残余尾气经二次冷凝后得到产品SNG,也可和空气混合经燃气轮机发电获得产品电;
(4)、焦炉气经压缩后进行净化脱硫,净化脱硫后的气体经变压吸附得到H2与解吸混合气,变压吸附所得氢气部分去费托合成,部分去氨合成;解吸混合气经第一次冷凝分离出CO2去尿素合成,分离出CO2后的剩余气体经第二次冷凝得到合成天然气产品与CO和N2的残余混合气体;
(5)、变压吸附分离出的一部分氢气与N2在合成氨催化剂作用下进行氨合成,得到合成氨;
(6)、合成氨与第一次冷凝分离出的CO2、气化水煤气分离的CO2以及费托合成后分离出的CO2气混合后,进行尿素合成,得到合成尿素;
所述的费托合成是在氢碳摩尔比:(H2-CO2)/(CO+CO2)=1.5-2.2,反应压力-1
1.5-5.0Mpa,反应温度140-300℃,空速300-5000h 的条件下进行费托合成反应,采用南非Sasol公司的Arge工艺、SAS工艺、SSPD工艺、Shell公司的SMDS工艺、中国科学院山西煤炭化学研究所MFT工艺或SMFT工艺。
2.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的煤炭气化是采用美国德士古气流床水煤浆气化技术、荷兰壳牌谢尔粉煤加压气化技术或中国科学院山西煤炭化学研究所的灰熔聚流化床粉煤加压气化技术。
3.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的水煤气初步净化是水煤气中含有少量粉尘、杂质经文丘里洗涤器、碳洗塔洗涤、除尘;
当原煤、水蒸气和氧气经过煤炭气化生成水煤气的压力低于费托合成所需的压力时,在进行气体压缩前,水煤气初步净化还需进行初步脱硫,初步脱硫采用拷胶脱硫法、改良ADA法或络合铁法工艺。
4.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的深度净化采用低温甲醇洗工艺技术、聚乙二醇二甲醚法,净化后的甲醇合成气中H2S含量不高于0.1ppm。
5.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的费托合成催化剂包括以下催化剂:催化剂组成:钴含量10-35%,无钠氧化硅65-90%或催化剂组成:第一活性组分Fe含量4-40%,第二活性组分为第VIII族金属元素含量
0.01-10%,助剂元素为第IB、IIIB、IA族金属元素含量0.01-20%,载体为杏核活性炭或椰壳活性炭或催化剂组成:钴含量5-35%,锆元素含量0.01-5%,其余为无定形SiO2载体或催化剂组成:钴含量5-30%,钌含量为钴含量的1/200-1/3400,其余为氧化铝载体或催化剂金属原子比:Fe为0.8-1.2,Zn为0.05-0.08,Ti/Mn为0.25-0.35,Ce为0.01-0.15,K为0.01-0.15或催化剂组成:钴含量5-35%,其它为惰性载体,包括惰性氧化物、分子筛和碳材料。
6.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的步骤(3)费托合成尾气第一变压吸附分离的条件为0.5~3.0MPa,温度小于40℃。
7.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的步骤(3)费托合成尾气第二变压吸附分离的条件为0.5~3.0MPa,温度小于40℃。
8.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的步骤(3)费托合成尾气第三变压吸附分离的条件为0.5~3.0MPa,温度小于40℃。
9.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的所述的焦炉气经缩机压缩后的压力为1.5-5.0MPa。
10.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于第(4)步骤所述的净化脱硫采用工艺包括有:改良ADA法、拷胶法或弗玛克斯一洛达科斯一昆帕库斯法。
11.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于步骤(4)所述的变压吸附的条件为压力1.5-4.5MPa,温度小于40℃。
12.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的氨合成工艺条件为压力在氢氮摩尔比2.9-3.2,压力10-35Mpa,温度400-500℃,空速在10000-30000h-1之间条件下进行氨合成反应;合成氨工艺包括:凯洛格工艺、布朗深冷净化工艺、ICI AM-V工艺、LCA工艺或KPK工艺。
13.如权利要求12所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的合成氨催化剂为南京化学工业公司的A102型、A106型或A109型铁催化剂;浙江工业大学的A110-2或A301型氨合成催化剂;英国ICI公司开发的铁一钴系的IC174-1、ICI35-4或ICI73-1型氨合成催化剂;福州大学的A201型催化剂;丹麦的KMI、KMII或KMIII催化剂或美国的C73-1、C73-2或C73-3型催化剂。
14.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的尿素合成是在温度160-210℃,压力13-24MPa,氨碳摩尔比2.8-4.5,水碳摩尔比
0.4-0.8生产工艺条件下,进行尿素合成反应,采用合成工艺为水溶液全循环法、气提法、联尿法、SRR法或UTI公司HR法。
15.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的第一次冷凝温度为:-70~-85℃,压力为:1.5-4.5MPa;第二次冷凝温度为:-160~-175℃,压力为:1.5-4.5MPa。
16.如权利要求1所述的一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺,其特征在于所述的发电采用燃气轮机,将尾气预热到100~500℃,和空气按体积比为1∶2~4,总压力为0.5MPa~2.0MPa,混合通入燃气轮机在800~1600℃进行燃烧发电。