利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的方法與流程

本發(fā)明涉及一種利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的方法，屬于煤炭地下氣化產(chǎn)品氣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤炭地下氣化（isc）是一個(gè)借助氧化劑，通過地下煤層的燃燒和氣化反應(yīng)，把煤直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品氣的過程。產(chǎn)品氣通常被稱為合成氣，可以作為燃料生產(chǎn)、化工生產(chǎn)、發(fā)電等下游工藝的原料。該工藝過程集合了建井完井、地下采煤和煤氣化工藝技術(shù)，具有安全性好、投資小、效益高、污染少等優(yōu)點(diǎn)。

煤炭氣化工藝是將煤炭通過一系列的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣蓺獾倪^程。其中主要的反應(yīng)包括：

c+h20→h2+co（水蒸氣氣化反應(yīng)）

co+h20?h2+co2（水煤氣變換反應(yīng)）

co+3h2?ch4+h20（甲烷化反應(yīng)）

c+2h2→ch4（氫氣氣化反應(yīng)）

c+?o2→co（部分氧化反應(yīng)）

c+o2→co2（完全氧化反應(yīng)）

c+co2→2co（二氧化碳?xì)饣磻?yīng)）

一個(gè)用于氧化劑注入的鉆井稱為“注入井”，另外一個(gè)用于生產(chǎn)產(chǎn)品氣的鉆井稱為“產(chǎn)品井”。定向鉆井和垂直鉆井都可作為注入井或產(chǎn)品井。煤炭地下氣化（isc）可能在注入井和產(chǎn)品井之間還需要使用到一個(gè)或多個(gè)的垂直井（例如：功能井和輔助井）。

當(dāng)煤層中有注入井、產(chǎn)品井和水平通道將二者連接起來時(shí)，此構(gòu)造被稱為一個(gè)煤炭地下氣化（isc）單元或井對(duì)。isc單元包括燃燒區(qū)、氣化區(qū)和熱解區(qū)。其中，燃燒區(qū)在煤層中氧化劑注入點(diǎn)附近；氣化區(qū)以放射狀形態(tài)圍繞在燃燒區(qū)周圍或者在燃燒區(qū)下游，煤炭在氣化區(qū)被氣化、部分被氧化，從而生成產(chǎn)品氣；熱解區(qū)在氣化區(qū)下游，煤的熱解反應(yīng)一般在這里發(fā)生。高溫的產(chǎn)品氣從氣化區(qū)往下游流動(dòng)，并最終從產(chǎn)品井井口輸送到地面。在煤燃燒或氣化的同時(shí)，煤層中的isc燃空區(qū)會(huì)生長(zhǎng)變大。

通過煤炭地下氣化生成的產(chǎn)品氣（粗合成氣）通常含有合成氣（co、co2、h2、ch4及其他氣體的混合物）以及其他成分（固體顆粒、水、煤焦油、烴類蒸汽，其他微量組分包括h2s、nh4、cos等）。其成分復(fù)雜程度取決于多個(gè)方面：煤炭地下氣化所使用的氧化劑（空氣或其他氧化劑，比如氧氣、富氧空氣或蒸汽混合物）、煤層中的內(nèi)在水或周邊地層滲入煤層中的水、煤質(zhì)、以及煤炭地下氣化工藝的操作參數(shù)，包括溫度，壓力等。

根據(jù)已有專利文獻(xiàn)，目前的煤炭地下氣化產(chǎn)品氣的綜合利用仍面臨著諸多難題，具體如下：

a)除小規(guī)模空氣氣化合成氣發(fā)電示范項(xiàng)目（包括直接發(fā)電和摻燒發(fā)電）外，缺乏大規(guī)模工業(yè)化項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)營。

b)煤炭地下氣化生產(chǎn)的各類副產(chǎn)品，例如硫化氫/硫磺，工藝水，二氧化碳，煤焦油等沒有明確和成熟的工業(yè)化綜合利用方法或工藝來減少或去除這些副產(chǎn)品。

c)缺乏用于煤炭地下氣化工藝的下游合成氣生產(chǎn)油品（低溫費(fèi)托合成ltft生產(chǎn)液體和固體燃料；高溫費(fèi)拓合成htft生產(chǎn)氣體和液體燃料）的工藝流程方案。

d)煤炭地下氣化工藝中的空氣氣化、富氧氣化和純氧氣化三種不同工藝所生產(chǎn)的合成氣產(chǎn)品質(zhì)量區(qū)別較大，直接影響其下游生產(chǎn)工藝和方法，不能一概而論。

e)下游合成氣利用工藝未詳細(xì)考慮和優(yōu)化利用煤層中的有益副產(chǎn)品煤層氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的方法。本發(fā)明提供的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的方法，充分利用煤炭地下氣化工藝中的主要副產(chǎn)品擴(kuò)展下游產(chǎn)成品范圍，不僅減少了后期加工處理和排放的成本，還增加了項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售收入。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的方法，所述方法包括如下步驟：

（1）多個(gè)地下氣化爐或氣化爐群通過富氧氣化或純氧氣化工藝生產(chǎn)適當(dāng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的粗合成氣；

（2）粗合成氣通過產(chǎn)品井輸送至地面，并進(jìn)入粗合成氣冷卻、水洗和分離單元，獲得干合成氣，所述干合成氣包括h2、co、co2、ch4、h2s、cos和hcn成分；

（3）干合成氣輸送至酸性水煤氣變換和冷卻單元，干合成氣中過量的co與水蒸汽進(jìn)行催化反應(yīng)，生成h2和co2，調(diào)節(jié)下游費(fèi)拓合成反應(yīng)期望的碳?xì)浔龋?/p>

（4）冷卻后的合成氣輸送至酸性氣體脫除單元，所述酸性氣體脫除單元的入口處設(shè)有汞脫除反應(yīng)器，采用逆流氣體吸收法，在吸收塔內(nèi)利用可再生溶劑吸收合成氣中的酸性氣體h2s和co2，獲得滿足下游合成工藝要求h2s含量<1ppmv的合成氣；

（5）合成氣中多余的二氧化碳通過酸性氣體脫除單元進(jìn)一步脫除；

（6）通過變壓吸附或膜分離單元對(duì)費(fèi)拓合成單元的進(jìn)料h2:co化學(xué)計(jì)量比調(diào)整；

（7）費(fèi)拓合成單元進(jìn)行費(fèi)拓合成反應(yīng)生產(chǎn)燃料產(chǎn)品。

優(yōu)選的，步驟（2）中采用冷卻水洗一步進(jìn)行的直接冷卻工藝，或者采用冷卻水洗兩步進(jìn)行的間接冷卻工藝。

優(yōu)選的，步驟（2）獲得的煤焦油，進(jìn)入煤焦油處理單元，通過蒸餾將煤焦油分為煤焦油石腦油和煤焦油餾出物，然后通過對(duì)煤焦油石腦油加氫處理以脫除殘留的硫，脫硫后的煤焦油石腦油輸送至預(yù)重整單元，生產(chǎn)富含甲烷的氣體流并輸送至自熱重整單元，在自熱重整單元中，使用二氧化碳或蒸汽和氧氣對(duì)富含甲烷的氣體流進(jìn)行重整，自熱重整單元合成氣與干合成氣以適宜比例混合后進(jìn)入酸性水煤氣變換和冷卻單元進(jìn)行后續(xù)處理。

優(yōu)選的，步驟（3）干合成氣，首先輸送至酸性氣體脫除單元處理，所述酸性氣體脫除單元的入口處包含cos水解單元，在自熱重整單元的入口處，干合成氣通過一個(gè)催化劑保護(hù)反應(yīng)器，除去殘留雜質(zhì)，以保護(hù)atr催化劑和下游費(fèi)拓合成催化劑，然后合成氣進(jìn)入自熱重整單元，與空氣分離裝置生產(chǎn)的氧氣、鍋爐生產(chǎn)的蒸汽和預(yù)重整單元生產(chǎn)的高甲烷含量的產(chǎn)品氣反應(yīng)，生產(chǎn)atr合成氣，之后，atr合成氣再進(jìn)入水煤氣變換和冷卻單元，調(diào)整費(fèi)拓合成單元所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比。

優(yōu)選的，自熱重整單元中選用蒸汽自熱重整反應(yīng)，蒸汽自熱重整產(chǎn)品氣中h2:co化學(xué)計(jì)量比為2.5:1，二氧化碳自熱重整產(chǎn)品氣中的h2:co化學(xué)計(jì)量比為1:1。

優(yōu)選的，所述步驟（7）費(fèi)拓合成采用鈷基催化劑，操作溫度220-280^oc，操作壓力20-40barg，h2：co化學(xué)計(jì)量比為1.8:1-2.2:1的低溫費(fèi)拓合成，所述低溫費(fèi)拓合成單元入口處設(shè)有催化劑保護(hù)反應(yīng)器。

優(yōu)選的，低溫費(fèi)拓合成石腦油加氫處理得到飽和烯烴，分餾生成輕質(zhì)和重質(zhì)石腦油餾分，輕質(zhì)石腦油送到異構(gòu)化單元生產(chǎn)較高辛烷值的調(diào)和組分，重質(zhì)石腦油送到催化重整單元生產(chǎn)高辛烷值的調(diào)和組分，氫氣作為副產(chǎn)品，分餾后的低溫費(fèi)拓合成餾分，被加氫處理成柴油混合物組分，低溫費(fèi)拓合成的石蠟通過加氫裂化以獲得石腦油、潤(rùn)滑油、柴油和航空煤油，低溫費(fèi)拓合成單元產(chǎn)生的工藝水，送到工藝水處理單元處理后循環(huán)使用。

優(yōu)選的，所述步驟（7）采用鐵系催化劑，操作溫度320-350^oc，操作壓力20-30barg，h2:（2co+3co2）化學(xué)計(jì)量比為1.06:1的高溫費(fèi)拓合成。溫費(fèi)拓合成產(chǎn)品的分子量更小更輕，精煉和升級(jí)處理后，主要產(chǎn)品為輕質(zhì)石腦油，其次為各種餾分，以及水基醇、酸、烯烴和可燃尾氣。這些副產(chǎn)品可以作為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的燃料使用或直接循環(huán)至高溫費(fèi)拓合成單元的入口作為進(jìn)料。同時(shí)由于這些產(chǎn)品內(nèi)含有大量的烯烴，長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存容易形成膠（長(zhǎng)鏈烯烴分子），需要特殊的下游處理和升級(jí)生產(chǎn)最終產(chǎn)品燃料。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的方法，充分利用煤炭地下氣化工藝中的主要副產(chǎn)品擴(kuò)展下游產(chǎn)成品范圍，不僅減少了后期加工處理和排放的成本，還增加了項(xiàng)目產(chǎn)品產(chǎn)量和銷售收入。

附圖說明

為了更清楚地描述本發(fā)明的工藝技術(shù)流程，具體實(shí)施方案中所需要使用的附圖描述如下。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品的方塊工藝流程圖，方案一；

圖2是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品的方塊工藝流程圖，方案二；

圖3是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品的方塊工藝流程圖，方案三；

圖4是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)高溫費(fèi)拓合成（htft）燃料產(chǎn)品的方塊工藝流程圖，方案一；

圖5是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)高溫費(fèi)拓合成（htft）燃料產(chǎn)品的方塊工藝流程圖，方案二；

圖6是煤炭地下氣化純氧氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)高溫費(fèi)拓合成（htft）燃料產(chǎn)品的方塊工藝流程圖，方案三。

在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指相同部件。

1、空氣分離裝置（asu）；2、氧氣；3、氮?dú)猓?、isc地下氣化爐；5、粗合成氣；6、粗合成氣冷卻、水洗和分離單元；7、干合成氣；8、工藝水；9、工藝水處理單元；10、原水；11、工藝廢料；12、處理的工藝水；13、氣化水處理單元；14、氣化水；15、煤焦油；16、煤焦油處理單元；17、處理的煤焦油；17a、煤焦油石腦油；17b、煤焦油餾出物；18、酸性水煤氣變換（swgs）/水煤氣變換（wgs）和冷卻單元；19、酸水汽提（sws）單元；20、酸性氣體；21、酸性氣體脫除（agr）單元；22、二氧化碳；23、硫磺生產(chǎn)單元；24、硫磺；25、預(yù)重整單元；26、自熱重整單元（atr）；27、atr合成氣；28、鍋爐；29、蒸汽；30、可燃鍋爐尾氣；31、脫碳單元；32、硫化氫；33、變壓吸附（psa）或膜分離單元；34、殘留尾氣（用于燃料或發(fā)電）；35、酸性水煤氣變換（swgs）單元支路；36、變壓吸附（psa）單元支路；37、低溫費(fèi)拓合成（ltft）單元；38、可燃尾氣；39、石腦油；40、各種餾分；41、石蠟；42、脫碳燃?xì)猓?3、高溫費(fèi)拓合成（htft）單元；44、可燃尾氣；45、烯烴；46、輕質(zhì)石腦油（汽油）；47、各種餾分；48、水基醇；49、酸。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。

在一個(gè)實(shí)施方案中，利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品（圖1），空氣分離裝置（asu）1用于生產(chǎn)濃度高于90mole％的液氧（lox）2用于煤炭地下氣化純氧氣化。同時(shí)，空氣分離裝置（asu）1還生產(chǎn)氮?dú)?，可用作整個(gè)工藝的公用工程，如isc地下氣化爐4吹掃，管線和設(shè)備吹掃，項(xiàng)目開車和停車吹掃等。當(dāng)需要更高壓力的氮?dú)鈺r(shí)，采用增壓壓縮機(jī)來提供所需的供應(yīng)壓力。高濃度液氧（lox）2也經(jīng)過增壓泵，增加氧氣供應(yīng)壓力。然后通過蒸發(fā)器，向isc地下氣化爐4的注入井提供氣態(tài)氧氣（gox）2。對(duì)于isc純氧氣化，空氣壓縮機(jī)僅用于下游工藝中斷期間的調(diào)試、啟動(dòng)和關(guān)閉操作，且可在多個(gè)isc地下氣化爐4之間共享。因此，圖1正常運(yùn)行工藝流程中未列出空氣壓縮機(jī)。單個(gè)空氣分離裝置（asu）1可以同時(shí)提供多個(gè)isc地下氣化爐4，具體取決于單個(gè)空氣分離裝置（asu）1的產(chǎn)能和單個(gè)isc地下氣化爐4的耗氧量。高濃度氣態(tài)氧氣（gox）2注入isc地下氣化爐4后與煤層發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)出含氮量極低的粗合成氣5，比較適合于下游的高壓和高溫轉(zhuǎn)化應(yīng)用。粗合成氣5通過產(chǎn)品井輸送至地面，并進(jìn)入粗合成氣冷卻、水洗和分離單元6。粗合成氣5通過直接冷卻工藝（液體或氣體冷卻，文丘里裝置、冷卻塔等）或間接冷卻工藝（葉片式風(fēng)扇、換熱器等）快速冷卻至<150^oc。其中，直接冷卻工藝包含了粗合成氣洗滌的步驟，而間接冷卻工藝則需要至少一個(gè)洗滌塔將粗合成氣內(nèi)的微量污染物（顆粒物，氯化物，汞，氨等）從粗合成氣中移除。經(jīng)水洗后的合成氣然后進(jìn)入氣液分離器，脫除合成氣中殘留的自由液體，生成溫度<100^oc的干合成氣7。從洗滌塔和氣液分離器分離出的工藝水8輸送至工藝水處理單元9。通過機(jī)械法（重力沉降、撇油器、過濾、反滲透）、化學(xué)法（如凝結(jié)劑、阻垢劑、緩蝕劑、ph中和劑等）和生物法（好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、活性污泥法、循環(huán)活性污泥法、一體化固定膜活性污泥法、膜生物反應(yīng)器等）進(jìn)行處理。原水10，作為整個(gè)工藝流程的補(bǔ)充水，也一并進(jìn)入工藝水處理單元9進(jìn)行處理。工藝廢料11，包括固體廢棄物、污泥和濃鹽水，需要通過垃圾填埋、焚燒或第三方設(shè)施進(jìn)行專業(yè)提取進(jìn)行處理。處理的工藝用水12可用于所有下游應(yīng)用或直接進(jìn)入氣化水處理單元13，生產(chǎn)用于isc地下氣化爐4的氣化水14。煤焦油15輸送至煤焦油處理單元16中進(jìn)一步加工，除去煤焦油15中所有殘余的水分（工藝水8），如通過破乳處理，沉淀和油水分離等。干燥的煤焦油15經(jīng)過篩分和過濾除去其殘留的固體顆粒后獲得副產(chǎn)品煤焦油17可用于鍋爐和發(fā)電機(jī)組（例如往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪機(jī)等）的燃料或直接銷售。干合成氣7主要成分為h2，co，co2和ch4，同時(shí)含有h2s，cos和hcn的微量雜質(zhì)。

干合成氣7首先輸送至酸性水煤氣變換（swgs）和冷卻單元18。干合成氣7中過量的co與水蒸汽進(jìn)行催化反應(yīng)（例如鈷-鉬催化劑或其它適合的催化劑），生成h2和co2，以實(shí)現(xiàn)下游費(fèi)拓合成反應(yīng)期望的碳?xì)浔?。與傳統(tǒng)脫硫后水煤氣變化（wgs）工藝相比，采用酸性水煤氣變換（swgs）工藝可以將硫化碳（cos）和其他有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫（h2s），有利于下游脫硫工藝，不需要額外的硫化碳（cos）水解處理。此外，酸性水煤氣變換（swgs）單元18最佳位置在位于粗合成氣冷卻、水洗和分離單元6之后，合成氣內(nèi)較高的水含量有利于提高水煤氣變換的轉(zhuǎn)化率并且減少反應(yīng)水蒸氣消耗量。其中，如果干合成氣7中的co含量較低，無需變換更多的co以實(shí)現(xiàn)所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比，則可選用酸性水煤氣變換（swgs）單元支路35跳過該處理過程。

對(duì)于埋深200-600米的次煙煤-煙煤，煤炭地下氣化isc生產(chǎn)的合成氣h2:co化學(xué)計(jì)量比通常為2:1-3:1，h2:co2化學(xué)計(jì)量比通常為1:1.2-1:2.5。如果地下燃燒和氣化區(qū)的涌水量較高且仍保持最佳氣化條件時(shí)，則合成氣的h2和co2含量增加，同時(shí)co含量降低（類似水煤氣變換單元18）。同樣的，如果在埋深較深的煤層實(shí)施煤炭地下氣化，由于甲烷化反應(yīng)傾向于較高的操作壓力條件，所以合成氣的h2和co含量降低，同時(shí)ch4和co2含量增加。

變換后的合成氣經(jīng)過冷卻后，冷凝的液體回收并輸送至酸水汽提單元19進(jìn)行處理。冷卻過程的余熱可用于生產(chǎn)低壓蒸汽或預(yù)熱鍋爐給水。通過直接或間接加熱酸水汽提單元19的反應(yīng)器并同時(shí)添加苛性鈉將冷凝酸性液體內(nèi)的酸性氣體20（h2s，少量co2和nh3）分離。然后將酸性氣體20輸送至硫磺生產(chǎn)單元23（如克勞斯硫回收裝置），將h2s轉(zhuǎn)化成硫磺24。冷卻后的合成氣輸送至酸性氣體脫除單元（agr）21，其中在該單元的入口處存在汞脫除反應(yīng)器（圖1未標(biāo)出）。該單元采用逆流氣體吸收法，在吸收塔內(nèi)利用可再生溶劑吸收合成氣中的酸性氣體（h2s和co2），獲得滿足下游合成工藝要求h2s含量<1ppmv的合成氣，優(yōu)選h2s含量<0.1ppmv。該單元所采用的技術(shù)是低溫甲醇洗和selexol工藝的物理溶劑吸附技術(shù)。離開吸收塔底部的富含酸性氣體的溶劑被送到再生反應(yīng)器中，通過低壓蒸汽汽提脫除溶劑吸收的h2s，然后將其轉(zhuǎn)化成硫磺24。通過多級(jí)減壓和氮?dú)馄崽幚?，可將與h2s一起被吸收的二氧化碳22從溶劑中脫除。多余的二氧化碳22通過酸性氣體脫除（agr）單元21脫除后，可用于肥料生產(chǎn)，二氧化碳驅(qū)油（eor）或進(jìn)一步凈化后銷售。

通常情況下，低溫費(fèi)拓合成轉(zhuǎn)化率受限于合成氣內(nèi)co含量，因此無需將co轉(zhuǎn)換為h2。同時(shí)，在變壓吸附（psa）單元33處可通過選擇脫除大部分或部分氫氣來調(diào)節(jié)所需的h2：co化學(xué)計(jì)量比。低溫費(fèi)拓合成采用鈷基催化劑（co/al2o3，co/sio2），操作溫度220-280^oc，操作壓力20-40barg，所需的h2：co化學(xué)計(jì)量比為1.8:1-2.2:1（合成反應(yīng)包括：nco+(2n+1)h2→cnh2n+2+nh2o,n>=1烷烴；nco+2nh2→cnh2n+nh2o,n>=2烯烴；co+h2o?co2+h2）。在低溫費(fèi)拓合成（ltft）單元37入口處通常需安裝催化劑保護(hù)反應(yīng)器，以保護(hù)昂貴的鈷催化劑，免受重金屬、硫（<0.1ppmv）和氯化物中毒。圖1所示流程圖是單程低溫費(fèi)拓合成（ltft）過程，其中可燃尾氣38可以循環(huán)回合成單元37的進(jìn)料，以增加每次轉(zhuǎn)化率請(qǐng)記住，將需要尾氣壓縮機(jī)和附加設(shè)備。生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成石腦油39，則需要進(jìn)一步加工，如加氫處理得到飽和烯烴，分餾生成輕質(zhì)和重質(zhì)石腦油餾分，其中輕質(zhì)石腦油被送到異構(gòu)化單元生產(chǎn)較高辛烷值的調(diào)和組分，重質(zhì)石腦油被送到催化重整單元生產(chǎn)高辛烷值的調(diào)和組分，氫氣作為副產(chǎn)品。分餾后的低溫費(fèi)拓合成餾分40，被加氫處理成柴油混合物組分。低溫費(fèi)拓合成的石蠟41，可通過加氫裂化以獲得石腦油、潤(rùn)滑油、柴油和航空煤油等燃料。此外，低溫費(fèi)拓合成（ltft）單元37產(chǎn)生的工藝水8，送到工藝水處理單元9處理后可循環(huán)使用。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，如圖2所示，提高了利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品的副產(chǎn)品利用率。其中包括經(jīng)煤焦油石腦油17a，煤焦油餾出物17b和處理的工藝水12的綜合利用，以及低溫費(fèi)拓合成尾氣38的循環(huán)使用以增加低溫費(fèi)拓合成的氣體進(jìn)料。在煤焦油處理單元16中，通過蒸餾將煤焦油分為煤焦油石腦油17a（沸點(diǎn)高達(dá)240℃）和煤焦油餾出物17b。然后通過對(duì)煤焦油石腦油17a加氫處理以脫除殘留的硫，其酸性氣體產(chǎn)品可整合到現(xiàn)有的硫磺生產(chǎn)單元23中。脫硫后的煤焦油石腦油17a輸送至預(yù)重整單元25，生產(chǎn)富含甲烷的氣體流并輸送至自熱重整單元（atr）26。在自熱重整單元（atr）26中，使用二氧化碳22或蒸汽29和氧氣2對(duì)富含甲烷的尾氣38進(jìn)行重整（2ch4+o2+co2→3h2+3co+h2o；4ch4+o2+2h2o→10h2+4co）。煤炭地下氣化isc生產(chǎn)的合成氣7中h2:co化學(xué)計(jì)量比通常為2:1-3:1，若干合成氣7中h2:co化學(xué)計(jì)量比較高（3:1），選擇co2自熱重整（atr）反應(yīng)提高其co含量。通常情況下，優(yōu)選蒸汽自熱重整（atr）反應(yīng)，過量的h2通過變壓吸附（psa）或膜分離單元33脫除，用于下游低溫費(fèi)拓合成原油精煉和升級(jí)工藝。因此，atr合成氣27輸送至變壓吸附（psa）單元33，進(jìn)行低溫費(fèi)拓合成（ltft）單元37的進(jìn)料h2:co化學(xué)計(jì)量比調(diào)整。小部分可燃尾氣38輸送至鍋爐28作為燃料。大部分可燃尾氣38經(jīng)過脫碳單元31處理后得到脫碳燃?xì)?2，再輸送至預(yù)重整單元25，最終形成一個(gè)閉合循環(huán)回路。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，圖3顯示了具有高甲烷含量（>15mole％）的煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品的工藝流程。干合成氣7，首先輸送至酸性氣體脫除（agr）單元21處理。該流程將在酸性氣體脫除單元21的入口處包含cos水解單元（圖3未標(biāo)出）。在自熱重整單元（atr）26的入口處，合成氣通過一個(gè)催化劑保護(hù)反應(yīng)器（圖3未標(biāo)出），除去殘留的汞，其他重金屬，硫，氯化物等雜質(zhì)，以保護(hù)atr催化劑和下游低溫費(fèi)托合成（ltft）催化劑。然后合成氣進(jìn)入自熱重整單元（atr）26，與空氣分離裝置（asu）1生產(chǎn)的氧氣2、鍋爐28生產(chǎn)的蒸汽29和預(yù)重整單元25生產(chǎn)的高甲烷含量的產(chǎn)品氣反應(yīng)，生產(chǎn)atr合成氣27。之后，atr合成氣27進(jìn)入水煤氣變換（wgs）和冷卻單元18（圖3未標(biāo)出支路），調(diào)整低溫費(fèi)拓合成（ltft）單元25所需的h2:co化學(xué)計(jì)量比。自熱重整單元（atr）26同時(shí)生成的工藝水8，輸送至工藝水處理單元9處理后再循環(huán)利用。過量的二氧化碳22通過脫碳單元31脫除。調(diào)整h2:co化學(xué)計(jì)量比的最后一步是通過變壓吸附（psa）單元33脫除過量的氫氣，用于下游低溫費(fèi)拓合成液體燃料生產(chǎn)（石腦油39、各種餾分40和石蠟41）。經(jīng)過處理和調(diào)節(jié)h2:co化學(xué)計(jì)量比后的合成氣進(jìn)入低溫費(fèi)拓合成（ltft）單元37，生產(chǎn)液體和氣體燃料產(chǎn)品。如圖3所示，整合循環(huán)利用可燃尾氣38至預(yù)重整單元25和自熱重整單元（atr）26可最大化整個(gè)煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)低溫費(fèi)拓合成（ltft）燃料產(chǎn)品的產(chǎn)量。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)高溫費(fèi)拓合成（htft）燃料產(chǎn)品，其工藝流程（圖4）與低溫費(fèi)拓合成（ltft）工藝流程的基本相同，包括酸性水煤氣變換（swgs）和冷卻單元18、酸水汽提（sws）單元19、酸性氣體脫除（agr）單元21、酸性水煤氣變換（swgs）單元支路35和變壓吸附（psa）單元支路36等。不同之處僅是費(fèi)拓合成工藝方法不同，高溫費(fèi)拓合成（htft）采用鐵系催化劑（鉀、鈉、鎂等助劑），操作溫度320-350^oc，操作壓力20-30barg，所需的h2:（2co+3co2）化學(xué)計(jì)量比約為1.06:1（合成反應(yīng)包括：nco+(2n+1)h2→cnh2n+2+nh2o,n>=1烷烴；nco+2nh2→cnh2n+nh2o,n>=2烯烴；co+h2o?co2+h2）。采用較高的操作溫度和鐵系催化劑可獲得與低溫費(fèi)拓合成產(chǎn)品不同分子量分布的產(chǎn)品。高溫費(fèi)拓合成產(chǎn)品的分子量更小更輕，精煉和升級(jí)處理后，主要產(chǎn)品為輕質(zhì)石腦油（汽油）46，其次為各種餾分47（柴油、航空煤油、焦油和瀝青），以及水基醇48、酸49、烯烴（乙烯、丙烯等）45和可燃尾氣44。這些副產(chǎn)品可以作為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的燃料使用或直接循環(huán)至高溫費(fèi)拓合成（htft）單元的入口作為進(jìn)料。同時(shí)由于這些產(chǎn)品內(nèi)含有大量的烯烴，長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存容易形成膠（長(zhǎng)鏈烯烴分子），因此需要特殊的下游處理和升級(jí)生產(chǎn)最終產(chǎn)品燃料。圖5和圖6中的工藝流程分別與上述圖2和圖3基本相同。不同之處在于高溫費(fèi)托合成單元43的進(jìn)料氣體內(nèi)組分比率要求，以及不同的催化劑和操作參數(shù)。

對(duì)于利用煤炭地下氣化產(chǎn)品氣生產(chǎn)費(fèi)拓合成（ltft和htft）燃料產(chǎn)品，空氣氣化或富氧氣化都不適合大規(guī)模商業(yè)化項(xiàng)目。因?yàn)檠趸瘎┻M(jìn)料中的n2將始終存在于整個(gè)工藝中，最終存在于費(fèi)拓合成可燃尾氣和下游精煉分餾單元內(nèi)。若采用空氣氣化，最終導(dǎo)致可燃尾氣的低位熱值（lhv）較低，含有大量的惰性氣體n2，不適合循環(huán)進(jìn)入預(yù)重整單元和自熱重整單元實(shí)現(xiàn)完整的循環(huán)回路。此外，所有下游的工藝設(shè)備都要求較大的尺寸以適應(yīng)大量的惰性氣體n2，極大的增加項(xiàng)目投入，且對(duì)費(fèi)拓合成燃料產(chǎn)品的產(chǎn)量無貢獻(xiàn)。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。