一、课题来源与背景

陕西延长石油（集团）有限责任公司2013年科研计划（ycsy2013ky-A-11）

煤炭中低温热解技术是低变质烟煤分质清洁高效转化利用的关键技术，但目前国内还未形成成熟可靠的以热解为龙头，多联产链条构成的循环高效清洁的低变质烟煤分质清洁高效综合利用技术。基于国家战略和社会发展需求，在调研国内外主要热解技术及煤热解技术最新发展趋势，站在行业的最前沿，延长石油集团碳氢中心启动流化床粉煤加压热解技术的研发，进行基础研究和工业应用研究。

二、技术原理及性能指标

1.技术原理

采用高挥发分煤种，在合适的温度、加氢、加压条件下实现粉煤的快速热解，气相停留时间短，能够有效提高目标产物煤焦油的收率和品质。研究表明：将煤焦油产率提高到煤种格金产率的150%，主要技术原理：

（1）加氢气氛下，氢气与自由基发生饱和反应，导致挥发性产物增加；

（2）快速热解，气相停留时间短，减少初级产物的二次反应；

（3）以砂子为传热介质，减少半焦的催化裂解作用。

2.性能指标

（1）搭建目前国内唯一一套流化床粉煤加压热解实验装置（1.0MPa，10kg/h），通过关键设备的考核、管线优化和改进，使装置达到连续、稳定、高效的运行状态，为工业化试验提供设计依据；

（2）通过不同工艺条件的探索，形成一套流化床粉煤热解基础规律，获得最优工艺条件，指导工业化试验的设计；

（3）煤焦油收率突破10%考核指标，在优化的工艺条件下，焦油收率14-16%，高值达17-18%，平均收率15%以上；

（4）申请授权专利6项，其中发明专利2项，实用新型专利4项；公开发表论文10篇。2016年7月通过陕西石化联合会技术鉴定，鉴定结果为国内领先；

（5）完成36t/d粉煤加压热解工业化试验装置（CCSI）工艺设计包。2017年4月23日CCSI空气版技术已通过中国石化联合会技术鉴定，鉴定结果为世界领先，具有原创性的粉煤热解技术。

三、技术的创造性与先进性

1.创造性

（1）搭建一套流化床粉煤加压热解实验装置（1.0MPa，10kg/h），由气力输送、反应、气固分离、油气分离等单元组成；

（2）煤焦油收率达到10%以上，高于行业8%的平均水平，在优化的工艺条件下，焦油收率基本维持在14-16%，高值达到17-18%，平均焦油收率达到15%以上；

（3）为编制36t/d粉煤加压热解工业化试验装置工艺设计包提供基础数据，CCSI技术已通过中国石化联合会国家技术鉴定，鉴定结果为世界领先，被认为是具有原创性的粉煤热解技术。

2.先进性

经陕西省石油和化学工业联合会的专家鉴定，该技术成果思路新颖、创新性强，处于国内领先水平。创新点：

（1）开发的新型流化床粉煤快速加压加氢热解工艺技术具有，热解效率高、装置整体能效高、系统负荷强度高的特点，焦油收率可达15（d，%）以上；

（2）开发的气、固混合热载体的流化床提升管式热解反应器，传热传质效率高，有利于实现装置大型化；

（3）开展的高效煤焦油洗涤回收系统，工艺绿色环保。

在科技查新中，未发现国内外与本研究相同的关于加压快速热解的反应系统。

四、技术的成熟程度，适用范围和安全性

流化床粉煤加压热解的研究还处在实验、示范研究阶段，在加料稳定性、操作参数优化、气固分离等方面有待研究。国内未发现与本技术类似的专利和论文，此技术的成功将是国内的一个重大创新。

在热解小试的基础上，工业化试验装置以粉煤为原料，采取热解气化一体化技术，实现粉煤加压热解制取煤焦油和半焦气化制取合成气的结合，煤焦油收率15%以上，高于传统的中低温煤焦油产率6-8%。不产生污染性烟气，油洗工艺代替水洗，废水产生量小，具有良好的环保效益。

五、应用情况及存在的问题

1.存在问题

（1）进料采用气力输送方式，加压条件下依靠重力在微负压状态下的进料方式易造成进料波动，稳定性受煤粉粒度影响较大；

（2）反应器出口管线及关键设备出现结焦，导致系统压差增大，旋风分离器分离效率下降，煤焦油收率降低；

（3）采取传热效率较低的外热式电炉加热方式，在进料速率较快时无法保证提供热解所需热量，进料速率受限。

2.工业化应用情况

在本项目的基础上，完成粉煤加压热解工业化试验装置（CCSI）的研发。经过72h考核标定，空气气化下煤焦油收率17.12%，煤气有效气组分35.10%，热值1253.39kcal/Nm3。2017年4月23日，通过中国石化联合会技术鉴定，该成果具有原创性和自主知识产权，整体技术处于国际领先水平，建议加快产业化示范和商业化推广。

六、历年获奖情况

（1）2016年 陕西省石化联合会技术鉴定-国内领先

（2）2017年 延长石油集团科技成果一等奖

七、成果简介要向社会公开

本项目采用流化床反应器，在加压条件下实现粉煤的快速热解反应，具有停留时间短、减少初级二次反应、易于放大的特点，煤焦油的平均收率15%以上。2016年7月通过陕西石化联合会技术鉴定，鉴定结果为国内领先。完成36t/d粉煤加压热解工业化试验装置工艺设计包，CCSI技术经中国石化联合会技术鉴定为世界领先，具有原创性的粉煤热解技术。