一種涉及煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法，是提供一種將褐煤進(jìn)行提質(zhì)獲得潔凈煤（如半焦或蘭炭）和副產(chǎn)煤焦油及褐煤提質(zhì)尾氣，并綜合利用褐煤提質(zhì)尾氣生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的環(huán)保清潔方法；尤其是利用褐煤提質(zhì)尾氣通過變壓吸附等分離手段分離得到甲烷氣替代常規(guī)天然氣用于生產(chǎn)天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品的環(huán)保清潔工藝方法，并充分考慮到褐煤提質(zhì)尾氣分離得到的氫、一氧化碳等的資源化綜合利用與整個(gè)生產(chǎn)工藝過程的環(huán)保性；屬資源高效清潔精細(xì)化綜合利用的環(huán)保清潔生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
我國能源資源狀況特征是：富煤、缺油、少氣。我國能源產(chǎn)業(yè)離不開煤基能源資源的利用。煤基能源是非清潔能源，煤基能源尤其是低品質(zhì)煤基能源（褐煤等）在常規(guī)的直接利用下給自然環(huán)境帶來了極大的危害。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與煤基能源的廣泛利用，致使自然環(huán)境急劇惡化，已經(jīng)形成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的尖銳矛盾。普通原煤尤其是低品質(zhì)原煤在直接用于燃燒發(fā)電、供暖、日常生活等方面，有害污染物排放量達(dá)到了極限，已致使我國大規(guī)模霧霾的頻繁產(chǎn)生。因此，煤基能源的廣泛利用必須采用有效措施降低污染排放量，達(dá)到實(shí)現(xiàn)清潔利用的效果，有效解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)矛盾的技術(shù)瓶頸。
為了解決煤基能源的高效清潔利用，行業(yè)人士及相關(guān)部門采取了一系列措施。其中包括將褐煤先進(jìn)行褐煤提質(zhì)處理獲得一種潔凈煤（半焦或蘭炭），再利用這種潔凈煤替代普通原煤及低品質(zhì)原煤的直接燃燒利用于發(fā)電、供暖、日常生活等方面。這種潔凈煤品質(zhì)相對純凈，少含有硫、有機(jī)氮、烴類、芳香類等及其它雜質(zhì)成分，在替代普通原煤及低品質(zhì)原煤可以在燃燒過程中，不僅燃燒充分而且使燃燒尾氣少含有硫、硝及其它有害污染物，極大程度地降低了燃燒尾氣的凈化難度，可以真正實(shí)現(xiàn)清潔排放。
但是，褐煤在褐煤提質(zhì)處理獲得潔凈煤（半焦或蘭炭）的過程中會產(chǎn)生大量的污染物排放。由于是集中處理而方便集中收集，在獲得潔凈煤的同時(shí)，可以獲得煤焦油及褐煤提質(zhì)尾氣；煤焦油用于綜合利用是大家熟悉的過程；但潔褐煤提質(zhì)尾氣在目前幾乎都是通過焚燒處理獲取熱能，沒有其它更好的利用方法，褐煤提質(zhì)尾氣焚燒過程中廢氣排放與褐煤直接燃燒利用沒有本質(zhì)上的差異，也會產(chǎn)生大量的污染物排放。因此，普通褐煤的褐煤提質(zhì)處理獲得潔凈煤（半焦或蘭炭）其本質(zhì)上就成為了“污染轉(zhuǎn)移”的手法，沒有從根本上解決環(huán)保問題，年長日久就會更大面積的出現(xiàn)更加持久的更加可怕的霧霾。
由此看來，解決褐煤提質(zhì)獲得潔凈煤（半焦或蘭炭）過程中產(chǎn)生的褐煤提質(zhì)尾氣的綜合利用是“褐煤提質(zhì)高效環(huán)保方案”的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。褐煤提質(zhì)尾氣主要成分為氫氣、甲烷、CO、CmHn、CO2、N2、O2、H2O等。褐煤提質(zhì)尾氣中含有的這些成分都是合成精細(xì)化學(xué)品的寶貴原料，我們將褐煤提質(zhì)尾氣綜合利用發(fā)展精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)精細(xì)化工系列產(chǎn)品，開拓褐煤提質(zhì)尾氣綜合利用新領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)褐煤高效清潔精細(xì)化綜合利用新領(lǐng)域。
所以，我們提出煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法，對褐煤提質(zhì)尾氣綜合利用發(fā)展精細(xì)化工，尤其是利用褐煤提質(zhì)尾氣通過變壓吸附等分離手段分離得到甲烷氣替代常規(guī)天然氣用于生產(chǎn)天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品；實(shí)現(xiàn)資源高效清潔精細(xì)化綜合利用，改寫煤基能源產(chǎn)業(yè)格局。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對我國褐煤利用現(xiàn)狀，我們提出一種煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法，是提出一種新的褐煤利用產(chǎn)業(yè)格局，能實(shí)現(xiàn)煤基能源高效清潔精細(xì)化利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式的褐煤提質(zhì)方法。
本發(fā)明的目的是提供一種煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法,其特征是提供一種將褐煤進(jìn)行褐煤提質(zhì)獲得潔凈煤（如半焦或蘭炭）和副產(chǎn)煤焦油及褐煤提質(zhì)尾氣，并綜合利用褐煤提質(zhì)尾氣生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的環(huán)保清潔方法：將褐煤通過提質(zhì)處理獲得的潔凈煤（如半焦或蘭炭）廣泛用于燃燒發(fā)電、供暖、日常生活等各方面滿足市場要求；煤焦油用于深加工獲得精細(xì)化工產(chǎn)品和原料；褐煤提質(zhì)尾氣通過脫硫、脫硝、脫水等凈化處理及變壓吸附等手段分離獲得甲烷氣、氫、一氧化碳及尾氣，分離獲得的甲烷氣替代常規(guī)天然氣用于生產(chǎn)天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品，分離獲得的氫用于氫化反應(yīng)和通過合成氨裝置得到氨作為輔助原料用于天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品的生產(chǎn)，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并可進(jìn)一步氧化得到甲醛用于天然氣精細(xì)化工系列衍生物的生產(chǎn)，褐煤提質(zhì)尾氣精細(xì)化綜合利用后的尾氣用尾氣焚燒鍋爐焚燒獲得熱能。
本發(fā)明提供一種煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法，其具體實(shí)施步驟如下：
第一步：將褐煤通過褐煤提質(zhì)獲得潔凈煤（如半焦或蘭炭）和副產(chǎn)煤焦油及褐煤提質(zhì)尾氣。
將褐煤通過褐煤提質(zhì)獲得的潔凈煤（如半焦或蘭炭）廣泛用于燃燒發(fā)電、供暖、日常生活等各方面滿足市場要求。這種潔凈煤（如半焦或蘭炭）品質(zhì)相對純凈，少含有硫、有機(jī)氮、烴類、芳香類等及其它雜質(zhì)成分，在替代普通原煤及低品質(zhì)原煤可以在燃燒過程中，不僅燃燒充分而且使燃燒尾氣少含有硫、硝及其它有害污染物，極大程度地降低了燃燒尾氣的凈化難度，可以真正實(shí)現(xiàn)清潔排放。
副產(chǎn)煤焦油用于焦油精加工，獲得精細(xì)化工產(chǎn)品和原料。
褐煤提質(zhì)尾氣通過脫硫、脫硝、脫水等凈化處理獲得凈化的褐煤提質(zhì)尾氣。
第二步：凈化的褐煤提質(zhì)尾氣通過變壓吸附裝置及其它分離設(shè)備分離分別得到氫氣、一氧化碳、甲烷氣和尾氣用于精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)。
分離獲得的甲烷氣替代常規(guī)天然氣用于生產(chǎn)天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品以獲得高額的附加值，分離獲得的氫用于氫化反應(yīng)和通過合成氨裝置得到氨作為輔助原料用于天然氣系列化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并可進(jìn)一步氧化得到甲醛用于天然氣精細(xì)化工系列衍生物產(chǎn)品的生產(chǎn)；實(shí)現(xiàn)了褐煤提質(zhì)尾氣的高效清潔精細(xì)化綜合利用。
第三步：褐煤提質(zhì)尾氣精細(xì)化利用后的尾氣用尾氣焚燒鍋爐焚燒。
雖然尾氣體系中殘余的有害物質(zhì)的量非常有限，為了充分實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，我們將所有尾氣收集，集中送入尾氣焚燒鍋爐進(jìn)行焚燒，再對焚燒尾氣進(jìn)行凈化處理后最后排放，實(shí)現(xiàn)真正的煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用。
通過如上三個(gè)步驟，完成了本發(fā)明提供的煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法。其步驟過程是：將褐煤進(jìn)行褐煤提質(zhì)獲得潔凈煤（如半焦或蘭炭）和副產(chǎn)煤焦油及褐煤提質(zhì)尾氣，并綜合利用褐煤提質(zhì)尾氣生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品。將褐煤通過褐煤提質(zhì)處理獲得的潔凈煤（如半焦或蘭炭）廣泛用于滿足市場要求；煤焦油用于深加工獲得精細(xì)化工產(chǎn)品和原料；褐煤提質(zhì)尾氣通過脫硫、脫硝、脫水等凈化處理及變壓吸附等手段分離獲得甲烷氣、氫、一氧化碳及尾氣，分離獲得的甲烷氣替代常規(guī)天然氣用于生產(chǎn)天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品，分離獲得的氫用于氫化反應(yīng)和通過合成氨裝置得到氨作為輔助原料用于天然氣精細(xì)化工系列產(chǎn)品的生產(chǎn)，一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并可進(jìn)一步氧化得到甲醛用于天然氣精細(xì)化工系列衍生物的生產(chǎn)，褐煤提質(zhì)尾氣精細(xì)化利用后的尾氣用尾氣鍋爐焚燒獲得熱能。本方法將改寫煤基能源的產(chǎn)業(yè)格局，尤其是將通過褐煤提質(zhì)尾氣的精細(xì)化綜合利用生產(chǎn)天然氣精細(xì)化工高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品，使褐煤能源總利用率達(dá)到94%以上，并真正實(shí)現(xiàn)了褐煤的高效清潔利用。
本發(fā)明提供的工藝方法，具有如下特征：
1、本發(fā)明為煤基能源高效清潔利用提供了一條精細(xì)化綜合利用的有效途徑，為煤基能源開辟了能真正實(shí)現(xiàn)清潔利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈；可以獲得非常良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
2、本發(fā)明為天然氣精細(xì)化工提供了一種新的原料途徑。褐煤提質(zhì)尾氣的產(chǎn)量非常大，因此，本發(fā)明的提出將為天然氣精細(xì)化工的提供極其豐富的原料保障。
3、采用褐煤提質(zhì)尾氣分離提純得到的甲烷氣，是理想的天然氣精細(xì)化工原料，比普通天然氣更具潛在優(yōu)勢；褐煤提質(zhì)尾氣通過凈化脫硫后，再通過變壓吸附分離得到的甲烷氣也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了硫元素的分離，不需要象普通天然氣那樣再次進(jìn)行脫硫過程，所以，有效地提高設(shè)備利用率、提高產(chǎn)品收率、降低能耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，充分體現(xiàn)了本發(fā)明提供的工藝技術(shù)的實(shí)用性。
4、本發(fā)明提供的工藝方法，可以實(shí)現(xiàn)真正的褐煤的高效清潔利用。褐煤能源總利用率可提高到94%或以上，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)真正的零排放清潔利用；由于將褐煤提質(zhì)尾氣替代常規(guī)天然氣（如：通過氨氧化合成氫氰酸）生產(chǎn)精細(xì)化工系列產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)精細(xì)化綜合利用，可以獲得非常好的經(jīng)濟(jì)效益，大幅度提高了褐煤的利用價(jià)值，為我國能源戰(zhàn)略具有極其重大的意義。
附圖說明
說明書附圖為本發(fā)明涉及到的煤基能源高效清潔精細(xì)化綜合利用褐煤提質(zhì)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不受實(shí)施例的限制（組份比例均指體積百分比例）。
實(shí)施例1：將熱值為3200大卡的褐煤通過褐煤提質(zhì)獲得潔凈煤（半焦）和副產(chǎn)煤焦油及褐煤提質(zhì)尾氣。
將潔凈煤用于普通蒸汽鍋爐燃燒生產(chǎn)蒸汽。在同樣的操作環(huán)境情況下，潔凈煤燃燒效率達(dá)到99.8%，比較普通褐煤提高了8%；燃燒產(chǎn)生的尾氣除塵后排放氣體中SO2平均含量為2.6mg/標(biāo)方、總氮氧化物平均含量為6.7mg/標(biāo)方、其它氣體有害雜質(zhì)痕量。
煤焦油收集后出售給焦油深加工公司。
褐煤提質(zhì)尾氣通過脫硫、脫硝、脫水等凈化處理，回收硫、硝得到硫胺和硝銨，脫水冷凝后得到冷凝水，回收利用。
凈化后的褐煤提質(zhì)尾氣：氫52.6%、甲烷25.3%、一氧化碳5.4%、二氧化碳1.8%、氧0.8%、氮4.8%、水2.2%、其它7.1%，通過變壓吸附和其它輔助分離裝置進(jìn)行分離，分別得到氫、一氧化碳、甲烷氣和尾氣；氫用于合成氨并作為本實(shí)施例甲烷氨氧化合成合成氫氰酸的輔助原料、一氧化碳和尾氣用于合成甲醇并進(jìn)一步氧化獲得甲醛用于吸收氫氰酸獲得羥基乙腈、甲烷氣替代常規(guī)天然氣通過氨氧化合成氫氰酸用于精細(xì)化工衍生物系列產(chǎn)品生產(chǎn)。
實(shí)施例2：凈化后的褐煤提質(zhì)尾氣：氫56.8%、甲烷27.7%、一氧化碳5.6%、二氧化碳1.3%、氧0.5%、氮4.2%、水1.3%、其它2.6%，通過變壓吸附和其它輔助分離裝置進(jìn)行分離，分別得到氫、一氧化碳、甲烷氣和尾氣；氫用于合成氨作為甲烷氨氧化的輔助原料、一氧化碳和尾氣用于合成甲醇進(jìn)而氧化得到甲醛用來吸收氫氰酸生產(chǎn)羥基乙腈、甲烷氣用于安氏法氨氧化合成氫氰酸。
褐煤提質(zhì)尾氣分離得到甲烷氣的組份:
利用上述褐煤提質(zhì)尾氣分離得到甲烷氣按安氏法氨氧化合成反應(yīng)要求，以計(jì)算量的氨和空氣通過二次混合得到反應(yīng)原料氣，反應(yīng)原料氣通過安氏法氨氧化合成反應(yīng)得到合成氣，合成氣成份如下：
合成氣在不經(jīng)過除氨過程就直接由氫氧化鈉水溶液吸收反應(yīng)得到高純氰化鈉水溶液，游離氨存留在尾氣中；獲得氰化鈉水溶液質(zhì)量如下：
通過冷卻調(diào)配得到高純液體氰化鈉產(chǎn)品；高純氰化鈉水溶液通過濃縮、結(jié)晶、離心分離得到高純固體氰化鈉產(chǎn)品；獲得固體氰化鈉產(chǎn)品質(zhì)量如下：
尾氣組份如下表：
尾氣進(jìn)行氨的回收，采用磷酸或磷酸二氫銨作為吸收載體；回收氨后的尾氣成份如下表：
磷酸二氫銨溶液吸收氨轉(zhuǎn)化為磷酸氫銨溶液，通過解析與氨的回收；解析出來的磷酸二氫銨溶液循環(huán)用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料實(shí)現(xiàn)了氨的回收利用。
氨回收后的尾氣再通過脫鹽水吸收凈化，尾氣中殘余的氫氰酸得到凈化同時(shí)收獲少量氫氰酸水溶液；氫氰酸水溶液成份如下：
氫氰酸水溶液套用到氫氧化鈉吸收液中；凈化尾氣的組分如下表：
凈化后的尾氣用尾氣鍋爐焚燒。
實(shí)施例3：同實(shí)施例2，利用上述褐煤提質(zhì)尾氣分離得到甲烷氣通過安氏法氨氧化合成反應(yīng)得到合成氣；反應(yīng)合成氣通過聯(lián)合除氨得到不含氨或含痕量氨的反應(yīng)合成氣體；除氨后的合成氣用甲醛溶液吸收得到高純羥基乙腈水溶液，用于合成高純氫氰酸衍生物。
合成氣組份如下表：
合成氣通過初級除氨實(shí)現(xiàn)游離氨的回收利用后得到初級除氨合成氣，初級除氨合成氣的組份如下表：
磷酸二氫銨溶液吸收氨轉(zhuǎn)化為磷酸氫銨溶液，通過解析與氨的回收；解析出來的磷酸二氫銨溶液循環(huán)用于氨的吸收，回收氨用于氨氧化原料；初級除氨實(shí)現(xiàn)了氨的回收利用。
初級除氨合成氣再通過硫酸吸收精細(xì)除氨，得到副產(chǎn)硫酸銨；精細(xì)除氨合成氣的組分如下表：
精細(xì)除氨得到硫酸銨溶液，硫酸銨溶液經(jīng)凈化處理并濃縮結(jié)晶得到硫酸銨副產(chǎn)品。
精細(xì)除氨后的合成氣用甲醛溶液吸收得到羥基乙腈水溶液，羥基乙腈水溶液用于下游產(chǎn)品的生產(chǎn)；尾氣送尾氣焚燒裝置焚燒。
獲得羥基乙腈水溶液的成份如下：
實(shí)施例4：同實(shí)施例3，利用上述褐煤提質(zhì)尾氣分離得到甲烷氣通過安氏法氨氧化合成反應(yīng)得到合成氣；反應(yīng)合成氣通過聯(lián)合除氨得到不含氨或含痕量氨的反應(yīng)合成氣體；除氨后的合成氣用去離子水吸收得到氫氰酸水溶液，再通過精制得到高純液體氫氰酸，高純液體氫氰酸用于氫氰酸衍生物的合成；吸收尾氣送尾氣焚燒裝置焚燒。獲得高純液體氫氰酸的質(zhì)量如下：