The coal liquefaction system of forced circulation hot wall reactor and bubbling bed cold wall reactor is used in the direct coal liquefaction reaction process of hydrogenation and shallow coal liquefaction reaction process with lower operating temperature. The forced circulation hot wall reactor is used to make full use of the advantages of existing manufacturing technology of hot wall reactor to realize large-scale equipment, increase liquid fraction in reaction space, and deep coal liquefaction with higher operating temperature. The bubble bed cold wall reactor is used in the reaction process to reasonably increase the reaction temperature and liquefaction rate of coal in the deep thermal cracking process. When the products of the rear bubble bed cold wall reactor return to the adjacent upstream forced circulation hot wall reactor to form a coupled parallel reaction system, an ideal liquid-material circulating high-temperature operation bubble bed cold wall reactor is formed, which is conducive to restraining the cold wall reaction of the bubble bed. The following process temperature increase caused by overheating of reactor products can share circulating pumps. Two or more parallel bubble bed cold wall reactors can form on-line switching operation mode without shutdown to prolong operation cycle.
【技术实现步骤摘要】
用强制循环热壁反应器与鼓泡床冷壁反应器的煤液化系统
本专利技术涉及用强制循环热壁反应器与鼓泡床冷壁反应器的煤液化系统,在煤加氢直接液化反应过程,操作温度较低的浅度煤液化反应过程采用强制循环热壁反应器以充分利用现有热壁反应器制造技术的优点实现设备大型化、提高反应空间液相分率,操作温度较高的深度煤液化反应过程采用鼓泡床冷壁反应器以合理提高深度热裂化过程反应温度、提高煤的液化率;当后部鼓泡床冷壁反应器产物返回相邻上游强制循环热壁反应器时组成耦合并联反应系统时,构成了理想化的液料循环式高温操作的鼓泡床冷壁反应器,利于抑制鼓泡床冷壁反应器产物超温导致的后续流程温度增长幅度,可共用循环泵,2台或多台并联式鼓泡床冷壁反应器可形成不停车在线切换操作模式以延长操作周期。
技术介绍
关于煤加氢直接液化反应器的结构形式,典型的煤加氢直接液化反应系统的技术,有全部使用鼓泡床冷壁反应器的煤液化反应系统,如德国的IG工艺、德国的IGOR+工艺、日本的NEDOL工艺、日本的NEDOL的改进BCL法;有全部使用强制循环热壁反应器的煤液化反应系统,如美国HRI烃研究公司的H-COAL法和CTSL两级液化法、美国HTI公司的两级液化法;有使用逆流反应器的德国的Pyrosol工艺,在现有的煤加氢直接液化反应系统的技术类别中,尚无用强制循环热壁反应器与鼓泡床冷壁反应器的组合煤液化反应系统。煤加氢直接液化反应过程使用的强制循环热壁反应器,使用液体收集杯、收集液导流管、液料循环泵,其工艺优点之一是能够实现液料产物强制循环,可以把反应热带给原料料浆,从而实现直接利用反应热,并可大幅度降低煤浆预热温度; ...
【技术保护点】
1.用强制循环热壁反应器与鼓泡床冷壁反应器的煤液化系统,其特征在于:在煤加氢直接液化反应过程RU,在存在氢气、常规液态烃和可能存在催化剂的条件下,煤料进行至少一部分煤加氢直接液化反应RUR转化为煤加氢直接液化反应产物RUP,回收反应产物RUP;在煤加氢直接液化反应过程RU,使用的煤加氢直接液化反应器包括液相产物强制循环的热壁反应器JRE和鼓泡床冷壁反应器KRE;液相产物强制循环的热壁反应器JRE排出的含固体、含液料的物流进入至少1台鼓泡床冷壁反应器KRE中进行深度煤加氢直接液化反应;所述强制循环的热壁反应器JRE,指的是在反应器JRE内的顶部空间设置液体收集杯JRE‑DL;反应器JRE的顶部壳体与液体收集杯JRE‑DL,共同组成反应器JRE内的顶部气液分离脱液空间JRE‑DL‑S;反应器JRE自产的物料进入顶部气液分离脱液空间JRE‑DL‑SL,完成至少部分脱液后得到液体收集杯JRE‑DL排出的收集液液体JRE‑DL‑L和其它产物;至少一部分收集液JRE‑DL‑L经液料循环泵JRE‑PUMP加压后向热壁反应器JRE提供循环液料;所述强制循环的热壁反应器JRE,其操作方式,选自下列中的1 ...
【技术特征摘要】
1.用强制循环热壁反应器与鼓泡床冷壁反应器的煤液化系统,其特征在于:在煤加氢直接液化反应过程RU,在存在氢气、常规液态烃和可能存在催化剂的条件下,煤料进行至少一部分煤加氢直接液化反应RUR转化为煤加氢直接液化反应产物RUP,回收反应产物RUP;在煤加氢直接液化反应过程RU,使用的煤加氢直接液化反应器包括液相产物强制循环的热壁反应器JRE和鼓泡床冷壁反应器KRE;液相产物强制循环的热壁反应器JRE排出的含固体、含液料的物流进入至少1台鼓泡床冷壁反应器KRE中进行深度煤加氢直接液化反应;所述强制循环的热壁反应器JRE,指的是在反应器JRE内的顶部空间设置液体收集杯JRE-DL;反应器JRE的顶部壳体与液体收集杯JRE-DL,共同组成反应器JRE内的顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S;反应器JRE自产的物料进入顶部气液分离脱液空间JRE-DL-SL,完成至少部分脱液后得到液体收集杯JRE-DL排出的收集液液体JRE-DL-L和其它产物;至少一部分收集液JRE-DL-L经液料循环泵JRE-PUMP加压后向热壁反应器JRE提供循环液料;所述强制循环的热壁反应器JRE,其操作方式,选自下列中的1种:①悬浮床反应器;②沸腾床反应器;③悬浮床与沸腾床组合反应器;所述鼓泡床冷壁反应器KRE,指的是反应器KRE内部不设置液体强制循环设施的内壁设置隔热衬里的悬浮床煤加氢直接液化反应器。2.根据权利要求1所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,鼓泡床冷壁反应器KRE的平均反应温度高于上游相邻强制循环的热壁反应器JRE的平均反应温度。3.根据权利要求1所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,鼓泡床冷壁反应器KRE的平均反应温度高于上游相邻强制循环的热壁反应器JRE的平均反应温度5~55℃。4.根据权利要求1所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,鼓泡床冷壁反应器KRE的平均反应温度高于上游相邻强制循环的热壁反应器JRE的平均反应温度10~25℃。5.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的含气液物料,串联进入鼓泡床冷壁反应器中进行深度煤加氢直接液化反应。6.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少1台鼓泡床冷壁反应器中进行深度煤加氢直接液化反应;鼓泡床冷壁反应器XKRE的产物返回相邻强制循环的热壁反应器JRE中,与热壁反应器JRE的自产物料混合后,在反应器JRE内顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S完成至少部分脱液后得到JRE-DL排出的收集液JRE-DL-L和其它产物,组成耦合并联反应系统。7.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少2台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE中进行深度煤加氢直接液化反应;鼓泡床冷壁反应器XKRE的产物返回相邻强制循环的热壁反应器JRE中,与热壁反应器JRE的自产物料混合后,在反应器JRE内顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S完成至少部分脱液后得到JRE-DL排出的收集液JRE-DL-L和其它产物,组成耦合并联反应系统。8.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少2台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE中进行深度煤加氢直接液化反应;鼓泡床冷壁反应器XKRE的产物降温后,返回相邻强制循环的热壁反应器JRE中,与热壁反应器JRE的自产物料混合后,在反应器JRE内顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S完成至少部分脱液后得到JRE-DL排出的收集液JRE-DL-L和其它产物,组成耦合并联反应系统;至少一部分收集液JRE-DL-L,经液料循环泵加压后,向热壁反应器JRE供循环液料,同时向鼓泡床冷壁反应器XKRE中的至少1台鼓泡床冷壁反应器提供循环液料。9.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少2台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE中进行深度煤加氢直接液化反应;鼓泡床冷壁反应器XKRE的产物,返回相邻强制循环的热壁反应器JRE中,与热壁反应器JRE的自产物料混合后,在反应器JRE内顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S完成至少部分脱液后得到JRE-DL排出的收集液JRE-DL-L和其它产物,组成耦合并联反应系统;至少一部分收集液JRE-DL-L,经共用的液料循环泵JRE-PUMP加压后,向热壁反应器JRE供循环液料,同时向鼓泡床冷壁反应器XKRE中的至少1台鼓泡床冷壁反应器提供循环液料。10.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少2台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE中进行深度煤加氢直接液化反应;鼓泡床冷壁反应器XKRE的产物,返回相邻强制循环的热壁反应器JRE中,与热壁反应器JRE的自产物料混合后,在反应器JRE内顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S完成至少部分脱液后得到JRE-DL排出的收集液JRE-DL-L和其它产物,组成耦合并联反应系统;至少一部分收集液JRE-DL-L,经共用的1台液料循环泵JRE-PUMP加压后,向热壁反应器JRE供循环液料,同时向全部泡床冷壁反应器XKRE提供循环液料。11.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少2台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE中进行深度煤加氢直接液化反应;2台或多台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE,其操作方式是一些反应器处于正产生产状态,一些反应器处于备用状态,即设置备用反应器。12.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应过程RU,强制循环的热壁反应器JRE排出的液料,进入至少2台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE中进行深度煤加氢直接液化反应;2台或多台并联操作的鼓泡床冷壁反应器XKRE,其操作方式是1台反应器处于备用状态,其余反应器处于正产生产状态。13.根据权利要求12所述的煤液化系统,其特征在于:在线切换备用反应器的操作方案是,先进行备用反应器的切入操作后进行待下线反应器的切出操作;当1台生产状态的鼓泡床冷壁反应器NXKRE需要切出生产系统时,在煤加氢直接液化反应过程RU持续加工煤料进行煤加氢直接液化反应的条件下,用在线切换的方式,将备用反应器SXKRE接入生产系统投入正常生产,然后将待切出鼓泡床冷壁反应器NXKRE切出生产系统。14.根据权利要求12所述的煤液化系统,其特征在于:在线切换备用反应器的操作方案是,先进行待下线反应器的切出操作后进行备用反应器的切入操作;当1台生产状态的鼓泡床冷壁反应器NXKRE需要切出生产系统时,在煤加氢直接液化反应过程RU持续加工煤料进行煤加氢直接液化反应的条件下,用在线切换的方式,先将鼓泡床冷壁反应器NXKRE切出生产系统,然后将备用反应器SXKRE接入生产系统投入正常生产。15.根据权利要求12所述的煤液化系统,其特征在于:在线切换备用反应器的操作方案是,同时进行待下线反应器的切出操作和备用反应器的切入操作;当1台生产状态的鼓泡床冷壁反应器NXKRE需要切出生产系统时,在煤加氢直接液化反应过程RU持续加工煤料进行煤加氢直接液化反应的条件下,用在线切换的方式,将备用反应器SXKRE接入生产系统投入正常生产,在相同的时间段内,将待切出鼓泡床冷壁反应器NXKRE切出生产系统。16.根据权利要求11或12或13或14或15所述的煤液化系统,其特征在于:鼓泡床冷壁反应器XKRE的产物,返回相邻强制循环的热壁反应器JRE中,与热壁反应器JRE的自产物料混合后,在反应器JRE内顶部气液分离脱液空间JRE-DL-S完成至少部分脱液后得到JRE-DL排出的收集液JRE-DL-L和其它产物,组成耦合并联反应系统;至少一部分收集液JRE-DL-L,经液料循环泵加压后,向热壁反应器JRE供循环液料,向泡床冷壁反应器XKRE提供循环液料。17.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:强制循环的热壁反应器JRE加工的含固液料,选自下列中的1种或几种:①油煤浆或煤液化中间产物液料,在煤加氢直接液化反应过程RU进行煤加氢直接液化反应;②基于煤加氢直接液化反应过程的中间产物的分离过程所得含固液料;③基于煤加氢直接液化反应过程产生的其它含固液料。18.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15所述的煤液化系统,其特征在于:在煤加氢直接液化反应过程RU,煤浆经过前部煤加氢直接液化反应过程后得到前部前部煤加氢直接液化反应产物,基于前部煤加氢直接液化反应产物的含固体、含液体物料进入热壁反应器JRE进行后续煤加氢直接液化反应。19.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15所述的煤液化系统,其特征在于:在煤加氢直接液化反应过程RU,热壁反应器JRE或和鼓泡床冷壁反应器KRE排出的含固体、含液体物料,进入后部前部煤加氢直接液化反应过程进行后部煤加氢直接液化反应。20.根据权利要求2所述的煤液化系统,其特征在于:煤加氢直接液化反应系统RU,还包含煤加氢直接液化反应过程的前置加氢反应过程,煤加氢直接液化反应系统RU的流程方式,选自下列中的1种或几种:①煤加氢直接液化反应系统RU,设置预加氢反应过程OPR;在预加氢反应段OPR,使用1台液体产物强制循环式热壁预加氢反应器OPRE,煤浆物料F1进行煤液化预加氢反应转化为煤液化预加氢反应产物OPRE-RP,至少一部分预加氢反应产物OPRE-RP进入热壁反应器JRE中;②煤加氢直接液化反应系统RU,包含1个预加氢反应段OPRE;在预加氢反应段OPR,使用1台液体产物强制循环式热壁预加氢反应器OPRE,煤浆物料F1进行煤液化预加氢反应转化为煤液化预加氢反应产物OPRE-RP,基于预加氢反应产物OPRE-RP得到重量上主要由含固液料组成的液料产物OPLPX,至少一部分液料产...
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