一种多用煤液化装置及煤液化工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多用煤液化装置及煤液化工艺。装置主要包括一个用煤炭制取液体产物的三相逆流反应器，和一个用残煤制取液体产物改质用氢气的两相逆流反应器，以及相关的分离系统。通过调整三相逆流反应器的操作条件，可以实现高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化或煤炭溶剂抽提工艺过程。与现有技术相比，本发明专利技术多用煤液化装置及工艺具有灵活性强，对煤源适应性广等特点，可以针对煤的质量及产品的需求实现多种煤液化工艺过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤炭化学加工的
，具体是一种多用煤液化装置及工艺。
技术介绍
从煤炭中制取液体有机物的方法，技术较成熟的主要有以下三种：(1)固体燃料的热解(低温、高温干馏法)，它的基本过程是将煤加热，产生分解及缩合反应，一般在常压及400℃以上温度下进行，反应生成含富氢的煤气，低分子液体焦油和煤焦以及残渣，此法主要用于低质煤的提质加工，其液体收率低。(2)煤炭先气化制取CO和H2后，在铁、钴、镍的催化剂作用下生成较纯净的液体有机物，其过程复杂，技术要求高。(3)煤直接液化方法，是在一定温度(400～500℃)和压力(10.0～30.0MPa)下，在催化剂和溶剂存在下将煤炭进行催化加氢，生成液体燃料产物。该法的煤炭转化率高，但技术复杂，设备要求高，产品需要进行二次加氢改质，具有投资大、操作费用高等不足。中国专利CN1360012A和CN1388211A公开了一种利用煤炭物化反应制取代用柴油的配方和配制方法。其过程是利用助剂和促进剂进行热溶解。虽然过程简单，但其液体产品必须与石油或其它化工溶剂、助剂进行复配，称代用柴油，其异味大、颜色深，腐蚀性和储存安定性等产品质量指标与行业标准有差距。中国专利200410015698.0提供了一种转化率适中、操作条件缓和的由煤炭制取液体燃料的方法，属于一种溶剂催化热解过程，其产品经加氢处理后既符合当前汽油、柴油标准，又有投资少、操作成本低、环境污染少、有利于环境保护的优点。但需要搅拌、过滤、产品加氢等工序，存在加工流程较烦琐的缺点。-->以上各种方法分属不同的工艺类型，流程及装置不兼容、原料及产品方案不易更改。专利技术内容本专利技术的目的是提供一种多用煤液化系统装置及工艺。使用所述的多用煤液化装置，可根据不同的原料和产品方案，灵活选择高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化、煤炭溶剂抽提(包括非临界抽提、亚临界抽提、超临界抽提)等工艺过程，分别实现多种不同方式的煤液化方法，同时副产液体产品加氢改质所需的氢气。本专利技术多用煤液化系统主要包括如下内容：一个用煤炭制取液体产物的三相逆流反应器，和一个用残煤制取液体产物改质用氢气的两相逆流反应器，组合在包括气、液、固相分离单元设备在内的工艺流程系统中。三相逆流反应器内置三相分离器构件，可进行高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化、煤炭溶剂抽提等工艺过程操作。所述的包括气、液、固相分离单元设备在内的工艺流程系统主要包括：三相逆流反应器顶部排出的气相与两相逆流反应器顶部排出的气相经过冷凝器，冷凝后的气相进入气体分离系统，分离出H2、CO、烃类等。冷凝器中部排出的液态烃进入分馏系统，底部排出的水做为两相逆流反应器的进料或外排。三相逆流反应器上部排出液相进入分馏系统，分离出各种液相产品。三相逆流反应器底部排出的残渣进入两相逆流反应器上部，两相逆流反应器下部进空气、CO、烃类、H2O等。两相逆流反应器底部排出灰渣。采用本专利技术多用煤液化系统可以实现高压加氢煤液化工艺、煤炭低压溶剂热溶催化工艺和煤炭溶剂抽提工艺，其中煤高压加氢液化反应、煤低压溶剂热溶催化剂反应、煤炭溶剂抽提反应在三相逆流反应器中进行，通过改变三相逆流反应器的操作条件即可以实现不同的工艺过程。与现有各种煤液化系统相比，本专利技术具有如下优点：1、提供了一种适用于-->高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化、煤炭溶剂抽提等工艺过程的通用流程系统，可根据不同的原料和产品方案，灵活选择不同方式的煤液化方法，具有广泛的原料和产品方案适应性；2、先在较缓和的工艺条件下处理煤炭中易转化和易溶解物质，再将难转化和难溶解物质进行高温水煤气化反应，这样既有效避免了可溶性有机物的二次裂解和缩合、结焦反应，在缓和条件下提高液体产品收率，又副产液体产品加氢改质所需氢气，使煤炭中的不同成分得到合理加工和充分利用；3、逆流的气固液三相反应器及气固两相反应器能维持反应段上下部之间物料化学组成的浓度差别，有利于减少反应和溶解过程的物料扩散阻力，提高了煤液化工艺的反应效率；4、内置三相分离构件的三相反应器，取消了现有一些工艺的过滤步骤，简化了分离流程，有效节省工艺过程的设备投资和操作费用；5、煤热解反应生成水和CO回用制氢，有效减少废水废气排放和水资源浪费，有利环保。附图说明图1为本专利技术所述多用煤液化系统及工艺的流程图；图2为本专利技术所述的三相逆流反应器结构示意图。图1的字母和数字组合表示设备：V1.煤浆装备罐，P1.煤浆泵，F1.液化进料加热炉，C1.氢气压缩机，P2.循环溶剂泵，R1.三相逆流反应器，R2.两相逆流反应器，S1.旋风分离器，L1.气体冷凝器，F2.气化进料加热炉，V2.气、油、水分离器，P3.水泵，C2.气化气压缩机，C3.空气压缩机，F3.蒸馏塔进料加热器，T1.蒸馏塔，GS.气体分离系统。图1的物料：Coal表示煤粉，Cat/As表示催化剂/助剂，Solvent表示溶剂，Air表示空气，Residue表示浆渣，Ge表示惰性气体，H2表示氢气，CO表示一氧化碳，C1～C3表示碳原子数为1～3的烃类，GO表示汽油馏分，DO表示柴油馏分，AGO表示减压馏分，AR表示渣油馏分，H2O表示水。图2为反应器R1的构造及作用区域，图中数字表示构件，字母表示区域和-->物料：①为溶剂与气体入口，②为排渣口，③为反应器底部锥体，④为气体分配器，⑤为反应器筒体，⑥为煤浆入口管，⑦为破沫板，⑧为液体导出管，⑨为气体出口，⑩为三相分离器上位导流构件，为三相分离器下位导流构件，为三相分离器锥形浮动挡板；为煤浆分配器。A为高煤剂比煤浆进料，B为溶剂与气体混合进料，C为三相反应区，D为三相分离的气体逸出区，E为三相分离的固体沉降区，F为粉渣沉集区，G为气相产物，I为液相产物。具体实施方式本专利技术煤液化系统及工艺对煤炭中的组分按先易后难顺序分级反应利用。先以较缓和的工艺条件，将煤炭中易转化和易溶解的有机物质在三相逆流反应器内反应和释放出来，避免这些物质的二次裂解和缩合、焦化反应；然后将煤炭中难转化和难溶解物质(残煤)转移到两相逆流反应器进行高温气化反应生产富氢气体。在以溶剂为介质的煤液化过程中，煤粉向下、溶剂和气体向上逆流接触，维持反应段上下部之间气、液相化学组成的浓度差别，减少反应和溶解过程的物料扩散阻力，使煤液化过程的系列物理和化学反应得以充分进行，适用于高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化、各种煤炭溶剂抽提等工艺过程。煤液化反应副产CO、H2、C1～C3烃类等可燃性气体和水分的综合利用。H2作为鼓泡搅拌和原料气体返回三相逆流煤液化反应器使用，以阻断操作温度下生成的可溶性有机物二次裂解和缩合、结焦反应。水分、CO、和C1～C3烃类可用作残煤制氢的混合气化剂。下面结合附图进一步说明本专利技术
技术实现思路
和效果。预处理后的煤粉与来自循环溶剂泵P2的部分循环溶剂、催化剂和/或助剂一起在煤浆制备罐V1制成可泵送的高煤剂比煤浆。煤浆经煤浆泵P1加压后送至加热器F1加热到所需温度，从三相逆流反应器R1的中上部进入内置的煤浆分配器，分散进入反应器后向下扩散。来自蒸馏塔T1下部的循环溶剂，经溶剂泵-->P2加压后，除小部分用于配制煤浆外，大部分与来自气体分离系统GS并经压缩机C1增压的氢气合并，送至加热器F1加热到所需温度，从三相逆流反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多用煤液化装置，包括如下内容：一个用煤炭制取液体产物的三相逆流反应器，和一个用残煤制取液体产物改质用氢气的两相逆流反应器，三相逆流反应器和两相逆流反应器组合在包括气、液、固相分离单元设备在内的工艺流程系统中，三相逆流反应器内置三相分离器构件，可进行高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化或煤炭溶剂抽提工艺过程操作。

【技术特征摘要】
1. 一种多用煤液化装置，包括如下内容：一个用煤炭制取液体产物的三相逆流反应器，和一个用残煤制取液体产物改质用氢气的两相逆流反应器，三相逆流反应器和两相逆流反应器组合在包括气、液、固相分离单元设备在内的工艺流程系统中，三相逆流反应器内置三相分离器构件，可进行高压加氢煤液化、煤炭低压溶剂热溶催化或煤炭溶剂抽提工艺过程操作。2. 按照权利要求1所述的煤液化装置，其特征在于所述的包括气、液、固相分离单元设备在内的工艺流程系统包括：三相逆流反应器顶部排出的气相与两相逆流反应器顶部排出的气相经过冷凝器，冷凝后的气相进入气体分离系统，分离出H2、CO和烃类；冷凝器中部排出的液态烃进入分馏系统，冷凝器底部排出的水做为两相逆流反应器的进料或外排；三相逆流反应器上部排出液相进入分馏系统，分离出各种液相产品；三相逆流反应器底部排出的残渣进入两相逆流反应器上部，两相逆流反应器下部进空气、CO、烃类和H2O；两相逆流反应器底部排出灰渣。3. 按照权利要求1或2所述的煤液化装置，其特征在于所述的三相逆流反应器内置三相分离器构件，反应器内部分为中部的三相逆流反应区、上部的三相分离区、底部的粉渣沉集区；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭派，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]