技术领域
[0001] 本
发明涉及一种煤基重油加工方法，特别地讲本发明涉及一种使用煤基重油附炭
固化体的煤基重油的热加工方法。
背景技术
[0002] 目前煤干馏过程比如煤制兰炭过程存在的一个工艺
缺陷是煤焦油产品均含有一定数量的煤基重油(比如常规沸点高于450℃或480℃的煤焦油馏分)，煤基重油具备氢含量低、胶质和
沥青质含量高、灰分含量高、金属含量高、受热极易缩合结焦、硫含量高、氮含量高、完全燃烧条件苛刻等特点而难于利用。
[0003] 中低温煤焦油的煤基重油的第一种已知加工方法是延迟焦化方法，需要设置焦化进料加热炉、
焦炭塔(至少两个)、
分馏塔、轻组分回收系统、焦化污
水处理系统、卸焦系统、息焦池、储焦仓等，工艺流程长、系统复杂、投资大、操作
稳定性差，为了防止焦化进料加热炉炉管结焦，通常将常规沸点为300～480℃或350～480℃的煤焦油馏分的一部分或全部作为煤基重油组分焦化过程的
溶剂和或载热溶液一并引入延迟焦化过程，这必然增加了焦炭产量、降低了油品产量，工业运行表明，焦炭产率已经接近或大于中低温煤基重油数量。实际上，对于煤基重油而言，延迟焦化方法主导反应是沥青质、胶质的热裂解和缩合，由于焦化目标组分属于低氢、多炭、多灰劣质油，焦化目标组分溶剂油属于多环芳
烃、缺乏供氢能
力，其热加工过程结果是裂化(产气)反应、缩合(生焦)反应等非产油反应成为主导反应，产焦率高、低分子气体产率高，而产油率极低。对于大量劣质煤基重油而言，延迟焦化方法改进(降低产气率、降低生焦率)后属于可用方案，但是对于少量煤基重油，延迟焦化方法属于投资高、油品收率低的不经济方案。
[0004] 煤基重油的第二种已知加工方法是悬浮床加氢转化方法，需要设置加热炉、悬浮床加氢反应器、热高压分离系统、固体产物分离系统、热高分油分离系统、冷高分油分离系统、催化剂制备系统、加氢原料和催化剂混合系统等，工艺流程长、系统复杂、投资大，对于大量劣质煤基重油而言，悬浮床加氢转化方法属于液体油品收率高的高耗氢方案，与焦化方案相比，可以充分利用煤基重油分子尺寸已经靠近油品的特性，但是对于少量煤基重油，悬浮床加氢转化方法属于投资太高的不经济方案。
[0005] 煤基重油的第三种已知加工方法是用作
气化原料比如使用多元料浆炉工艺造
合成气或使用重油气化工艺造合成气，投资巨大，与廉价的煤料气化相比，不具备经济性，属于投资高的不经济方案。
[0006] 煤基重油的第四种已知加工方法是用作
燃料，但是燃烧不完全、烟气环保处理流程长、投资大，且与廉价的煤燃料相比，不具备经济性，属于不经济方案。
[0007] 分析上述技术路线可以看出，上述煤基重油加工属于热高工过程，热裂解是不可缺少的步骤。
[0008] 分析上述技术路线缺点可以看出，适宜的煤基重油尤其是少量的煤基重油的加工方案，降低工程投资、同时提高产品价格是关键性指标，这要求使用简练的热加工流程。
[0009] 实质上，在煤基重油连续加工方法的常规概念中，焦化加热炉煤基重油进料是液体、气体形式，多元料浆炉工艺煤基重油进料是沥青水浆
流体形式，重油造气工艺煤基重油进料是雾状液体、气体形式，煤基重油燃烧借助雾化水
蒸汽成为雾状流体，以上均为流体形式，即“煤基重油组分加工前状态为流体”。本发明认为，正是这一概念束缚了现有相关技术思想。
[0010] 中低温煤基重油焦化试验证明，410～440℃时，中低温煤基重油即开始快速分解，保持
温度为约500℃时，4.0～5.0小时时间即可完成焦化，产生约60～70％的焦炭、约12～16％的焦油和低分子烃气体，即中低温煤基重油具备受热易分解结焦性能。
[0011] 一方面，由于煤基重油氢含量很低(中低温煤焦油氢含量通常低于7％、一般低于6.5％)，较高温度(比如250℃)时呈高
粘度流体，但是常温下呈固态，高温受热易分解结焦，综合特性可以视之为“煤中高沸点烃构成的拟煤体”，借助“拟煤体”这一概念，本发明认为煤干馏过程或焦炭气化过程等热加工过程的技术可以移植使用或联合使用于煤基重油的热加工，从而实现工艺流程的简化。另一方面，由于煤基重油在较高温度时呈流体会堵塞部分气体通道，将对煤干馏过程或焦炭气化过程等热加工过程的技术移植形成障碍，本发明设想将“对煤基重油具备
吸附、分散、耐热
支撑的焦炭”与煤基重油混合形成“混合状态固体一体物或液体煤基重油流动空间限制物”，使煤基重油热加工形成的固体产物与焦炭一体化省去清焦过程或使热加工过程形成的煤基重油灰渣产物与焦灰渣产物一体化清除，为上述的技术移植创造了条件。
[0012] 本发明提出一种煤基重油加工方法，特别地提出一种使用煤基重油附炭固化体的煤基重油的热加工方法，在此热加工过程比如焦化过程中以移动的炭支撑体表面(外表面和内表面)作为煤基重油分
散焦化及焦化物的二次焦化、气化、成渣过程的载体(固体和液体向高温区移动)，共存的其它炭料(可能
接触或吸附“液体或气体或固体煤基重油”)也作为潜在的炭支撑体被利用，以移动的炭层表面作为煤基重油裂化蒸汽物二次
热解深度控制体(蒸汽物向低温区移动)和过滤冷却体，选择合适温度的煤基重油附炭固化体的加料
位置，实现煤基重油组分的综合性热转化过程，可以完成煤基重油中的性质不同的各种组分的
蒸发、热解、气化、焦化、成渣等过程，实现煤沥青的经济转化，可以得到煤焦油、煤气、焦炭或炉渣，其加工的煤基重油的种类不受限制，因为干馏煤料与自产煤基重油重量比一般很高(以中低温煤干馏过程为例该比值一般高于50)，故与煤干馏过程联合时加工数量基本不受限制，对于产生煤基重油的煤干馏过程，本发明形成了集成工艺，当煤基重油转化产物与煤干馏产物的回收处理联合时，可以简化流程、显著降低投资。
[0013] 以5万吨/年煤基重油的加工为例，选择延迟焦化工艺路线，原料(包括溶剂油)总量达到15～20万吨/年，投资0.8～1.0亿元；选择悬浮床工艺路线，原料(包括溶剂油)量达到～10万吨/年，投资2.0～2.3亿元；而选择本发明，与中国
钢铁集团鞍山
热能研究院于二十世纪八十年代初开始不断研究开发的“以不粘煤或弱粘煤
块煤为原料在直立式炭化炉炼制铁
合金专用兰炭”技术(以下简称中钢煤转化技术BT)组合时，增加
费用仅0.15～0.16亿元。
[0014] 实质上，现有常规技术问题的根本结症在于：选择的热加工过程为专用过程，固体产物脱离装置系统时与其它产物的分离过程流程过于复杂，无法摆脱投资大、能耗高的缺点，同时没有找到简易高效的固体脱离分离方法，导致清固过程操作复杂、长周期运行安全性差。
[0015] 本发明的
流体力学特点是：与
现有技术相比，采用固态进料方法可以大幅度降低操作能耗和操作
风险，因而降低动力消耗。
[0016] 本发明的清固过程特点是：焦化(或热解或干馏)过程固体产物直接成为固体焦炭产品，气化过程灰渣以液体形式脱离热加工区最后成为固体，工作效率高，损耗少，能耗低。
[0017] 本发明所述方法未见报道。
[0018] 本发明所述方法与煤干馏过程集成即形成一体化技术。
[0019] 因此，本发明的第一目的在于提出一种煤基重油加工方法。
[0020] 本发明第二目的在于提出一种使用煤基重油附炭固化体的煤基重油的热加工方法。
[0021] 本发明第三目的在于提出一种不产生或少产生煤基重油的煤干馏工艺。
[0022] 本发明第四目的在于提出一种使用煤基重油制备氢气用于煤轻油加氢过程的组合工艺。
发明内容
[0023] 本发明一种煤基重油加工方法，其特征在于包含以下步骤：
[0024] ①在煤基油MJY分离过程，分馏原料煤基油MJY是煤料热加工过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于450℃烃组分的含烃物流，分馏产品包括主要由常规沸点高于450℃烃组成的煤基重油MZY；
[0025] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体炭料TL接触形成吸附和或粘结煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT用作油炭体YT；
[0026] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT。
[0027] 通常本发明进一步包括如下步骤：
[0028] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体多孔炭料TL接触形成吸附和或粘结煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油分离后得到油炭体YT；
[0029] ④在固化体GYT利用过程，固化体GYT在热加工过程RJG完成热裂解和或焦化和或气化，得到含
碳和或含氢和或含油的产品。
[0030] 本发明热加工过程RJG是气化过程时，特征进一步在于：
[0031] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是下述固化体GYT气化过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0032] a、使用空气、水蒸气为气化剂的气化过程；
[0033] b、使用富
氧、水蒸气为气化剂的气化过程；
[0034] c、使用纯氧、水蒸气为气化剂的气化过程；
[0035] d、使用空气、二氧化碳为气化剂的气化过程；
[0036] e、使用富氧、二氧化碳为气化剂的气化过程；
[0037] f、使用纯氧、二氧化碳为气化剂的气化过程。
[0038] 本发明热加工过程RJG是气化过程时，所述热加工过程RJG可以是固化体GYT与其它炭料的联合气化过程。
[0039] 本发明热加工过程RJG是干馏过程时，特征进一步在于：
[0040] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是固化体GYT的下述干馏过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0041] a、外热式煤干馏炉的干馏过程；
[0042] b、内热式煤干馏炉的干馏过程；
[0044] d、使用煤料推进热解器的干馏过程；
[0045] e、使用固体热载体技术的干馏过程。
[0046] 本发明热加工过程RJG是焦化过程时，特征进一步在于：
[0047] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是固化体GYT的下述焦化过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0048] a、外热式煤焦化炉的焦化过程；
[0049] b、内热式煤焦化炉的焦化过程；
[0050] c、回转窑式煤焦化炉的焦化过程；
[0051] d、使用煤料推进分解器的焦化过程；
[0052] e、使用固体热载体技术的焦化过程。
[0053] 本发明热加工过程RJG是焦化过程时，特征进一步在于：
[0054] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是固化体GYT的下述热解过程的一个或
[0055] 几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0056] a、外热式煤热解炉的热解过程；
[0057] b、内热式煤热解炉的热解过程；
[0058] c、回转窑式煤热解炉的热解过程；
[0059] d、使用煤料推进热解器的热解过程；
[0060] e、使用固体热载体技术的热解过程。
[0061] 本发明热加工过程RJG，可以是固化体GYT与煤料混合物的干馏过程或焦化过程或热解过程。
[0062] 本发明热加工过程RJG，可以是固化体GYT与煤料的联合干馏过程，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤干馏段、焦冷却段转化为焦炭排出煤干馏过程，至少一部分来自步骤③的固化体GYT不经过煤预热段进入煤干馏段与煤料混合接触。
[0063] 本发明热加工过程RJG，可以是固化体GYT与煤料的联合焦化过程，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤焦化段、焦冷却段转化为焦炭排出煤焦化过程，至少一部分来自步骤③的固化体GYT不经过煤预热段进入煤焦化段与煤料混合接触。
[0064] 本发明可以形成不外排或少外排煤基重油MZY的煤料热加工工艺：
[0065] ①在煤料热加工过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于450℃烃组分的煤基油MJY；
[0066] 煤料加工装置MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG，至少一部分来自步骤③的固化体GYT用作煤料加工装置MGL原料在煤料加工装置完成热裂解和或焦化和或气化，得到含碳和或含氢和或含油的产品；
[0067] 在煤基油MJY分离过程，分馏煤基油MJY得到的分馏产品包括主要由常规沸点高于450℃烃组成的煤基重油MZY；
[0068] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体多孔炭料TL(比如煤料热加工过程MGL的炭料)接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油液分离后得到油炭体YT；
[0069] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT。
[0070] 本发明特别适合于煤制兰炭干馏过程，其特征在于：
[0071] ①在煤制兰炭干馏过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于450℃烃组分的中低温煤基油MJY和兰炭TL；
[0072] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与来自步骤①的炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT。
[0073] 本发明，在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT的方法是降低温度。
[0074] 本发明所述热加工过程RJG可以是固化体GYT与炭料的联合热加工过程，固化体GYT重量流量W1与炭料W2的重量流量的比例为K＝W1/W2，K通常为0.01～0.20、一般为0.02～0.05。
[0075] 本发明通过提高煤基重油MZY初馏点，可以减少煤基重油MZY数量，此时：
[0076] ①在煤料热加工过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于480℃烃组分的煤基油MJY；
[0077] 在煤基油MJY分离过程，分馏煤基油MJY得到的分馏产品包括主要由常规沸点高于480℃烃组成的煤基重油MZY。
[0078] 本发明应用于煤干馏过程MGL时，通常：
[0079] ①在煤干馏过程MGL得到煤焦油MJY和炭料TL；
[0080] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT。
[0081] 本发明应用于煤干馏过程MGL时，可以选择如下流程：
[0082] ①在煤干馏过程MGL，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤干馏段、焦冷却段转化为焦炭排出煤干馏过程；
[0083] 煤料加工装置MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG，至少一部分来自步骤③的固化体GYT可以：不经过煤预热段进入煤干馏段与热煤料接触或者不经过煤预热段进入煤干馏段中部与热煤料接触或者不经过“预热段和干馏段上部”进入煤干馏段下部与热煤料接触或者不经过“预热段和干馏段”直接进入炭冷却段的温度高于450℃的空间位置与热炭接触。
[0084] 本发明可以形成煤基重油MZY气化制氢和烃油加氢联合工艺：
[0085] ②在煤热加工过程MGL得到煤焦油MJY；
[0086] 在煤基油MJY分离过程，分馏煤焦油得到主要由常规沸点低于480℃的烃组成的馏分油MQY和主要由常规沸点高于480℃的烃组成的煤基重油MZY；
[0087] 在油炭体YT制备过程，主要由煤基重油组成的煤基重油MZY与固体多孔炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油液分离后得到油炭体YT；
[0088] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT；
[0089] ④在固化体GYT利用过程，至少一部分固化体GYT原料在气化过程HTP完成热裂解和或气化和或成渣过程，得到含CO和H2的合成气HCQ，基于合成气HCQ制得用于步骤⑤所述的烃油加氢过程JH用氢气FH；
[0090] ⑤在烃油加氢过程，使用来自步骤④的氢气FH。
[0091] 本发明可以形成煤基重油MZY气化制氢和煤基馏分油MQY加氢联合工艺：
[0092] ②在煤干馏过程MGL得到煤焦油MJY、炭料TL、含焦油污水MW；
[0093] 在煤基油MJY分离过程，在
负压操作条件下分馏煤焦油得到主要由常规沸点低于480℃的烃组成的馏分油MQY和主要由常规沸点高于480℃的烃组成的煤基重油MZY；
[0094] 在油炭体YT制备过程，主要由煤基重油组成的煤基重油MZY与炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油液分离后得到油炭体YT；
[0095] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT；
[0096] ④在固化体GYT利用过程，至少一部分固化体GYT和至少一部分
汽化含焦油污水MW得到的水蒸汽MWG用作炭料气化过程HTP原料在气化过程完成热裂解和或气化和或成渣过程，得到含CO和H2的合成气HCQ，基于合成气HCQ制得用于步骤⑤所述的煤焦油加氢过程JH用氢气FH；
[0097] ⑤在煤焦油加氢过程JH，来自步骤②的馏分油MQY和来自步骤④的氢气FH完成加氢反应得到加氢反应流出物并回收之。
[0098] 本发明固化体GYT利用过程为气化过程时，按照炭料成渣组分前进方向，入炉炭料经过炭料预热干燥区、炭料干馏区、炭料还原区、炭料氧化区、灰渣区；至少一部分来自步骤③的固化体GYT可以：不经过炭料预热干燥区进入炭料干馏区或者不经过“炭料预热干燥区和炭料干馏区”进入炭料还原区或者不经过“炭料预热干燥区、炭料干馏区、炭料还原区、炭料氧化区”进入灰渣区上部。
[0099] 本发明煤基油MJY分离过程原料煤基油MJY可以是来自煤
液化制油过程所生产的煤液化油品，所述煤液化油品可以是含固体颗粒的油品，通常固体颗粒由废催化剂和或细微碳颗粒和或焦油缩合物组成。
[0100] 本发明所述炭料TL，最好是干基固体炭料，比如来自干
熄焦过程的干基固体炭料。
[0101] 本发明固化体GYT进入与炭料联合热加工过程RJG的途径通常是经过专用管道加料系统，其工作程序是：
[0102] 加料
管道系统设置进料口K1、推进装置K2、推进装置复位(加料状态)时的隔断
阀K3；
[0103] 管道加料系统进料程序如下：固化体GYT经进料口K1进入管道成为管道料，推进装置K2使管道料向前进入密闭管道空间，打开隔断阀K3，推进装置K2推进管道料通过后续密闭管道排入热加工过程RJG的受料空间位置；
[0104] 管道加料系统复位程序如下：推进装置K2沿管道退出隔断阀K3后，关闭隔断阀K3，阻止热加工过程RJG的气体通过隔断阀K3，空间位置固化体GYT经进料口K1进入管道成为管道料，推进装置K2退回装料位置。
[0105] 本发明固化体GYT进入与炭料联合热加工过程RJG的途径通常是经过专用管道加料系统，其结构特征在于：
[0106] ①管道加料系统由内管(输料管)进、外管(隔
热管)、内外管间隔室、端头封堵、内管出料端进气分布孔组成；正常工作时，由包含氮气和或水蒸气和或二氧化碳组分的隔离气进入内外管间隔室向前流动，到达内端头部后从内管出料端进气分布孔进入内管，然后进入加工过程RJG空间。
[0107] 本发明煤料加工装置MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG时，至少一部分来自步骤③的固化体GYT不经过“预热段”进入煤干馏段与热煤料接触；固化体GYT进入煤料加工装置MGL煤干馏段的途径是：经过专用加料管道系统，加料管道系统设置进料口、推进装置、推进装置复位(加料状态)时的隔断阀，专用加料管道系统工作过程使用可编程
控制器控制，形成自动加料系统。
具体实施方式
[0108] 以下详细描述本发明。
[0109] 本发明所述的压力，指的是绝对压力。
[0110] 本发明所述的气体组分浓度，未特别指明时，均为体积浓度。
[0111] 本发明所述煤基油，指的是煤干馏或煤焦化或煤造气或煤直接液化等煤热加工过程产生的来自煤料的烃油，包括低温焦油、中温焦油、高温焦油、煤液化油及其混合油。
[0112] 本发明所述煤焦油，指的是煤干馏或煤焦化或煤造气等煤热加工过程产生的焦油，包括低温焦油、中温焦油、高温焦油及其混合油。
[0113] 本发明所述煤基重油组分，指的是煤基油中常规沸点高于450℃或480℃的烃油组分，通常含有大量大分子物质如多环芳烃、胶质、沥青质等，其氢含量较低。
[0114] 本发明所述煤基重油MZY比如通常所述来自煤焦油的煤沥青，指的是主要由常规沸点高于450℃或480℃的煤基油组分组成的馏分，通常含有大量大分子物质如多环芳烃、胶质、沥青质等，其氢含量较低、灰分含量较高。
[0115] 本发明所述制备煤基重油附炭固化体所用固体炭料TL，可以是任何一种合适的含碳材料，可以是粒度合适(比如粒度为15～40毫米)的煤炭、粒度合适的焦炭(机焦、兰炭、废
活性炭、废活性焦等)，最好具有大量孔道和内部体积以便提高单位重量材料吸附煤基重油的数量，最好具有较高的耐热强度和高的灰熔点。
[0116] 本发明所述煤基重油附炭固化体GYT，指的是由煤基重油和固体炭料形成的一体化固体，固体炭料作为骨架支撑材料而煤基重油则分散于固体炭料的内表面和或外表面。
[0117] 本发明所述固化体的热加工过程RJG，指的是将固化体GYT完成热裂解和或焦化和或气化，得到含碳和或含氢和或含油等产品的过程。
[0118] 本发明所述煤料热加工过程MGL，可以是任何一种合适的煤料干馏或焦化或气化或热解过程。
[0119] 本发明所述固体炭料TL，可以是兰炭炉炭化室冷却段排出的干基热炭，还可以同时加工来自其它装置的热炭。
[0120] 本发明所述油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体炭料TL接触形成吸附和或粘结煤基重油的炭料MZYT的方式可以是的下述方式的一个或几个：
[0121] a、液体重油MZY喷洒于固体炭料TL表面；
[0122] b、液体重油MZY淹没固体炭料TL；
[0123] c、液体重油MZY流过固体炭料TL。
[0124] 本文以中钢集团鞍山热能研究院和湖北黄冈华兴
冶金窑炉有限责任公司的大型直立炉(60万t/a直立炉)兰炭装置技术为例说明本发明对内热式兰炭装置的工艺改进。然而这并不能限定本发明应用领域。本发明适用于一切内热式炭化装置或外热式炭化装置。在兰炭装置炭化炉部分，煤料进入炭化炉炭化室上部的煤料预热段，
氧化剂和燃料气进入炭化炉
燃烧室内发生燃烧反应形成高温烟气后进入炭化室干馏段与来自煤料预热段的煤料接触，离开炭化炉炭化室炭冷却段的热态兰炭被排焦机排出炭化室，离开炭化炉炭化室炭预热段的荒煤气进入煤气分离部分。在煤气分离部分，在一定有效的操作条件下完成气液分离，其中，得到的煤焦油进入后续加工程序如焦油分馏部分，得到的离环煤气进入后续加工程序如煤气
净化、变换、提氢等加工步骤，得到的含煤焦油污水进入
污水处理系统。在煤气分离部分，部分来自煤气的气体作为循环载热气沿进入炭化炉炭化室焦冷却段。炭化炉各部分的工作压力，推荐采用较低的工作压力，当然该工作压力通常应能保证气相物流依靠自身压力最终进入后续工序。炭化室的顶部工作压力，根据需要确定，通常为0.15～0.2MPa(绝压)、一般为0.13～0.18MPa(绝压)、较佳者为0.15～0.16MPa(绝压)。
[0125] 对外热式炭化炉，炭化室排出的含有煤焦油、水分、气体组分的煤气在煤气分离部分经过类似的冷却过程，在煤气分离部分，在一定有效的操作条件下，完成气液分离，得到的煤焦油进入后续加工程序如焦油分馏部分，得到的离环煤气进入后续加工程序如煤气净化、变换、提氢等加工步骤，得到的含煤焦油污水进入污水处理系统，典型的外热式炭化炉不使用循环载热气。内热式兰炭炭化炉、外热式兰炭炭化炉的操作压力基本相同。
[0126] 炭化炉各部分的
工作温度，依据原料煤性质、焦产品
质量指标等确定，以兰炭炭化炉为例，顶部工作温度，通常为150～320℃、一般为180～280℃、较佳者为200～250℃，干馏段热点工作温度，通常为650～950℃、一般为700～900℃、较佳者为750～850℃，冷却段排焦温度，通常为150～300℃、一般为180～250℃。内热式兰炭炭化炉、外热式兰炭炭化炉的操作温度基本相同。
[0127] 以下描述本发明的特征部分。
[0128] 本发明一种煤基重油加工方法，其特征在于包含以下步骤：
[0129] ①在煤基油MJY分离过程，分馏原料煤基油MJY是煤料热加工过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于450℃烃组分的含烃物流，分馏产品包括主要由常规沸点高于450℃烃组成的煤基重油MZY；
[0130] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体炭料TL接触形成吸附和或粘结煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT用作油炭体YT；
[0131] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT。
[0132] 通常本发明进一步包括如下步骤：
[0133] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体多孔炭料TL接触形成吸附和或粘结煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油分离后得到油炭体YT；
[0134] ④在固化体GYT利用过程，固化体GYT在热加工过程RJG完成热裂解和或焦化和或气化，得到含碳和或含氢和或含油的产品。
[0135] 本发明热加工过程RJG是气化过程时，特征进一步在于：
[0136] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是下述固化体GYT气化过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0137] a、使用空气、水蒸气为气化剂的气化过程；
[0138] b、使用富氧、水蒸气为气化剂的气化过程；
[0139] c、使用纯氧、水蒸气为气化剂的气化过程；
[0140] d、使用空气、二氧化碳为气化剂的气化过程；
[0141] e、使用富氧、二氧化碳为气化剂的气化过程；
[0142] f、使用纯氧、二氧化碳为气化剂的气化过程。
[0143] 本发明热加工过程RJG是气化过程时，所述热加工过程RJG可以是固化体GYT与其它炭料的联合气化过程。
[0144] 本发明热加工过程RJG是干馏过程时，特征进一步在于：
[0145] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是固化体GYT的下述干馏过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0146] a、外热式煤干馏炉的干馏过程；
[0147] b、内热式煤干馏炉的干馏过程；
[0148] c、回转窑式煤干馏炉的干馏过程；
[0149] d、使用煤料推进热解器的干馏过程；
[0150] e、使用固体热载体技术的干馏过程。
[0151] 本发明热加工过程RJG是焦化过程时，特征进一步在于：
[0152] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是固化体GYT的下述焦化过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0153] a、外热式煤焦化炉的焦化过程；
[0154] b、内热式煤焦化炉的焦化过程；
[0155] c、回转窑式煤焦化炉的焦化过程；
[0156] d、使用煤料推进分解器的焦化过程；
[0157] e、使用固体热载体技术的焦化过程。
[0158] 本发明热加工过程RJG是焦化过程时，特征进一步在于：
[0159] ④在固化体GYT利用过程，所述热加工过程RJG是固化体GYT的下述热解过程的一个或几个，油炭体YT中煤基重油MZY重量含量低于45重量％：
[0160] a、外热式煤热解炉的热解过程；
[0161] b、内热式煤热解炉的热解过程；
[0162] c、回转窑式煤热解炉的热解过程；
[0163] d、使用煤料推进热解器的热解过程；
[0164] e、使用固体热载体技术的热解过程。
[0165] 本发明热加工过程RJG，可以是固化体GYT与煤料混合物的干馏过程或焦化过程或热解过程。
[0166] 本发明热加工过程RJG，可以是固化体GYT与煤料的联合干馏过程，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤干馏段、焦冷却段转化为焦炭排出煤干馏过程，至少一部分来自步骤③的固化体GYT不经过煤预热段进入煤干馏段与煤料混合接触。
[0167] 本发明热加工过程RJG，可以是固化体GYT与煤料的联合焦化过程，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤焦化段、焦冷却段转化为焦炭排出煤焦化过程，至少一部分来自步骤③的固化体GYT不经过煤预热段进入煤焦化段与煤料混合接触。
[0168] 本发明可以形成不外排或少外排煤基重油MZY的煤料热加工工艺：
[0169] ①在煤料热加工过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于450℃烃组分的煤基油MJY；
[0170] 煤料加工装置MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG，至少一部分来自步骤③的固化体GYT用作煤料加工装置MGL原料在煤料加工装置完成热裂解和或焦化和或气化，得到含碳和或含氢和或含油的产品；
[0171] 在煤基油MJY分离过程，分馏煤基油MJY得到的分馏产品包括主要由常规沸点高于450℃烃组成的煤基重油MZY；
[0172] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体多孔炭料TL(比如煤料热加工过程MGL的炭料)接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油液分离后得到油炭体YT；
[0173] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT。
[0174] 本发明特别适合于煤制兰炭干馏过程，其特征在于：
[0175] ①在煤制兰炭干馏过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于450℃烃组分的中低温煤基油MJY和兰炭TL；
[0176] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与来自步骤①的炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT。
[0177] 本发明，在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT的方法是降低温度。
[0178] 本发明所述热加工过程RJG可以是固化体GYT与炭料的联合热加工过程，固化体GYT重量流量W1与炭料W2的重量流量的比例为K＝W1/W2，K通常为0.01～0.20、一般为0.02～0.05。
[0179] 本发明通过提高煤基重油MZY初馏点，可以减少煤基重油MZY数量，此时：
[0180] ①在煤料热加工过程MGL得到的来自煤料的含有常规沸点高于480℃烃组分的煤基油MJY；
[0181] 在煤基油MJY分离过程，分馏煤基油MJY得到的分馏产品包括主要由常规沸点高于480℃烃组成的煤基重油MZY。
[0182] 本发明应用于煤干馏过程MGL时，通常：
[0183] ①在煤干馏过程MGL得到煤焦油MJY和炭料TL；
[0184] ②在油炭体YT制备过程，煤基重油MZY与固体炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT。
[0185] 本发明应用于煤干馏过程MGL时，可以选择如下流程：
[0186] ①在煤干馏过程MGL，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤干馏段、焦冷却段转化为焦炭排出煤干馏过程；
[0187] 煤料加工装置MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG，至少一部分来自步骤③的固化体GYT可以：不经过煤预热段进入煤干馏段与热煤料接触或者不经过煤预热段进入煤干馏段中部与热煤料接触或者不经过“预热段和干馏段上部”进入煤干馏段下部与热煤料接触或者不经过“预热段和干馏段”直接进入炭冷却段的温度高于450℃的空间位置与热炭接触。
[0188] 本发明可以形成煤基重油MZY气化制氢和烃油加氢联合工艺：
[0189] ②在煤热加工过程MGL得到煤焦油MJY；
[0190] 在煤基油MJY分离过程，分馏煤焦油得到主要由常规沸点低于480℃的烃组成的馏分油MQY和主要由常规沸点高于480℃的烃组成的煤基重油MZY；
[0191] 在油炭体YT制备过程，主要由煤基重油组成的煤基重油MZY与固体多孔炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油液分离后得到油炭体YT；
[0192] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT；
[0193] ④在固化体GYT利用过程，至少一部分固化体GYT原料在气化过程HTP完成热裂解和或气化和或成渣过程，得到含CO和H2的合成气HCQ，基于合成气HCQ制得用于步骤⑤所述的烃油加氢过程JH用氢气FH；
[0194] ⑤在烃油加氢过程，使用来自步骤④的氢气FH。
[0195] 本发明可以形成煤基重油MZY气化制氢和煤基馏分油MQY加氢联合工艺：
[0196] ②在煤干馏过程MGL得到煤焦油MJY、炭料TL、含焦油污水MW；
[0197] 在煤基油MJY分离过程，在负压操作条件下分馏煤焦油得到主要由常规沸点低于480℃的烃组成的馏分油MQY和主要由常规沸点高于480℃的烃组成的煤基重油MZY；
[0198] 在油炭体YT制备过程，主要由煤基重油组成的煤基重油MZY与炭料TL接触形成吸附煤基重油的炭料MZYT，炭料MZYT与可能的游离油液分离后得到油炭体YT；
[0199] ③在固化体GYT制备过程，油炭体YT完成固化形成煤基重油附炭固化体GYT；
[0200] ④在固化体GYT利用过程，至少一部分固化体GYT和至少一部分汽化含焦油污水MW得到的水蒸汽MWG用作炭料气化过程HTP原料在气化过程完成热裂解和或气化和或成渣过程，得到含CO和H2的合成气HCQ，基于合成气HCQ制得用于步骤⑤所述的煤焦油加氢过程JH用氢气FH；
[0201] ⑤在煤焦油加氢过程JH，来自步骤②的馏分油MQY和来自步骤④的氢气FH完成加氢反应得到加氢反应流出物并回收之。
[0202] 本发明固化体GYT利用过程为气化过程时，按照炭料成渣组分前进方向，入炉炭料经过炭料预热干燥区、炭料干馏区、炭料还原区、炭料氧化区、灰渣区；至少一部分来自步骤③的固化体GYT可以：不经过炭料预热干燥区进入炭料干馏区或者不经过“炭料预热干燥区和炭料干馏区”进入炭料还原区或者不经过“炭料预热干燥区、炭料干馏区、炭料还原区、炭料氧化区”进入灰渣区上部。
[0203] 本发明煤基油MJY分离过程原料煤基油MJY可以是来自煤液化制油过程所生产的煤液化油品，所述煤液化油品可以是含固体颗粒的油品，通常固体颗粒由废催化剂和或细微碳颗粒和或焦油缩合物组成。
[0204] 本发明所述炭料TL，最好是干基固体炭料，比如来自干熄焦过程的干基固体炭料。
[0205] 本发明固化体GYT进入与炭料联合热加工过程RJG的途径通常是经过专用管道加料系统，其工作程序是：
[0206] 加料管道系统设置进料口K1、推进装置K2、推进装置复位(加料状态)时的隔断阀K3；
[0207] 管道加料系统进料程序如下：固化体GYT经进料口K1进入管道成为管道料，推进装置K2使管道料向前进入密闭管道空间，打开隔断阀K3，推进装置K2推进管道料通过后续密闭管道排入热加工过程RJG的受料空间位置；
[0208] 管道加料系统复位程序如下：推进装置K2沿管道退出隔断阀K3后，关闭隔断阀K3，阻止热加工过程RJG的气体通过隔断阀K3，空间位置固化体GYT经进料口K1进入管道成为管道料，推进装置K2退回装料位置。
[0209] 本发明固化体GYT进入与炭料联合热加工过程RJG的途径通常是经过专用管道加料系统，其结构特征在于：
[0210] ①管道加料系统由内管(输料管)进、外管(
隔热管)、内外管间隔室、端头封堵、内管出料端进气分布孔组成；正常工作时，由包含氮气和或水蒸气和或二氧化碳组分的隔离气进入内外管间隔室向前流动，到达内端头部后从内管出料端进气分布孔进入内管，然后进入加工过程RJG空间。
[0211] 本发明煤料加工装置MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG时，至少一部分来自步骤③的固化体GYT不经过“预热段”进入煤干馏段与热煤料接触；固化体GYT进入煤料加工装置MGL煤干馏段的途径是：经过专用加料管道系统，加料管道系统设置进料口、推进装置、推进装置复位(加料状态)时的隔断阀，专用加料管道系统工作过程使用可编程控制器控制，形成自动加料系统。
[0212] 与现有煤基重油热加工工艺相比，本发明优点在于：
[0213] ①实现了煤基重油热加工过程原料形态的固体化，同时使煤基重油在炭料上实现预分布，为煤基重油热加工过程的流程简化和操作稳定化创造了条件；
[0214] ②简化了煤基重油热加工过程固体产物分离系统流程，降低了能耗和工程投资；
[0215] ③与煤干馏(或焦化或热解)过程一体化设计，可以形成不产生或少产生煤基重油的煤干馏集成工艺；
[0216] ④可以形成使用煤基重油制备氢气用于煤轻油加氢过程的组合工艺。
[0217] ⑤可以实现煤基重油向热加工过程RJG进料的机械化、自动化。
[0219] 本实施例以中钢集团鞍山热能研究院和湖北黄冈华兴冶金窑炉有限责任公司的大型直立炉120万吨/年兰炭产能装置为例说明本发明对内热式兰炭装置的工艺改进。
[0220] 按照本发明，操作步骤如下：
[0221] ①在煤干馏过程MGL，按照煤料前进方向，入炉煤料经过煤预热段、煤干馏段、焦冷却段转化为焦炭TL排出煤干馏过程；
[0222] 在煤基油MJY分离过程，分馏原料煤基油MJY是12万吨/年中低温焦油，在减压蒸馏条件下得到主要由常规沸点高于450℃烃组成的煤基重油MZY约2.25万吨/年；
[0223] 煤干馏过程MGL同时是固化体GYT热加工过程RJG，至少一部分来自步骤③的固化体GYT可以：不经过煤预热段进入煤干馏段与热煤料接触；
[0224] ②在油炭体YT制备过程，280～300℃的煤基重油MZY装满装填有粒度为15～40毫米的固体炭料TL的配料罐形成吸附和或粘结煤基重油的炭料MZYT，60分钟后，打开配料罐底部的卸油阀放出游离油，然后打开配料罐底部的卸炭阀放出油炭体YT；
