一种粉煤干馏装置及粉煤干馏方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种粉煤干馏装置及粉煤干馏方法，属于煤化工和石油加工技术领域。气体冷却器与焦炭气化炉以及第一旋风分离器连通，第一旋风分离器与第一集气室及第一密相床连通。粉煤干馏反应器的一端设置于沉降汽提器，另一端与焦炭气化炉连通并设有粉煤进料口以及重油喷嘴。第二旋风分离器与粉煤干馏反应器、第二集气室及第二密相床连通，半焦冷却器与油气汽提段连通。第一斜管与油气汽提段及第一密相床连通。该干馏装置结构简单，投资低，操作灵活；装置无烟气排放，焦炭气化生成气体可进一步合成甲醇乃至轻质油品。干馏方法包括：采用上述粉煤干馏装置进行循环的焦炭气化、粉煤干馏和重油裂解。该方法简单，易操作，效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤干馏装置及粉煤干馏方法
本专利技术涉及煤化工和石油加工
，且特别涉及一种粉煤干馏装置及粉煤干馏方法。
技术介绍
随着世界石油资源日益匮乏，国内外利用煤干馏技术生产煤焦油替代石油资源已成为重要的补充方案。当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象)；至400-500℃大部分干气和焦油析出，称一次热分解产物；在450-550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解，析出余下的挥发物(主要成分是氢气)，半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃，半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物(焦炉煤气和其他炼热解学产品)。煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、加工条件(主要是温度和时间)。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，干气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的干气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳香烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳香烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。煤粉流化干馏技术是将块状煤粉碎为细粉与高温热载体在流化状态下，直接或间接接触传热并发生热分解反应的过程，其特点包括：煤粉干馏热强度高、干馏速度快、煤焦油产率高、气固可得到快速分离。目前的干馏技术中，至少存在以下不足：一、灰融聚粉煤干馏会加大生成半焦的燃烧量；生成半焦的燃烧量大会使燃烧单元的设备尺寸大，造成装置投资增加；灰融聚粉煤干馏所产半焦中的灰分含量高。二、采用高温水煤气循环作为干馏原料的流化介质和热载体，高温气体循环对气体压缩机提出更高的材质要求；高温气体的循环压缩设备始终处于高苛刻运转状态，将影响装置的长周期运转，严重制约采用该技术的大型化装置建设。三、基本未涉及劣质重油的热加工热解及劣质重油流化热改质。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种粉煤干馏装置，该粉煤干馏装置结构简单，投资低，操作灵活；装置无烟气排放，焦炭气化生成气体可进一步合成甲醇乃至轻质油品。本专利技术的目的之二在于提供一种粉煤干馏方法，该方法简单，该方法简单，易操作，效率高。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种粉煤干馏装置，其包括焦炭气化炉、气体冷却器、第一旋风分离器、粉煤干馏反应器、沉降汽提器、第二旋风分离器、半焦冷却器以及第一斜管。焦炭气化炉包括位于两端的第一集气室和第一密相床，气体冷却器的进气端与焦炭气化炉的靠近第一集气室的一端连通，气体冷却器的出气端与第一旋风分离器的进料端连通，第一旋风分离器的气相出料端与第一集气室连通，第一旋风分离器的固相出料端与第一密相床连通。沉降汽提器包括位于两端的第二集气室和油气汽提段以及靠近油气汽提段的第二密相床。粉煤干馏反应器的一端设置于第二密相床与第二集气室之间，另一端伸出沉降汽提器并与焦炭气化炉的远离第一集气室的一端连通；粉煤干馏反应器的伸出沉降汽提器的一端设有粉煤进料口以及重油喷嘴。第二旋风分离器的进料端与粉煤干馏反应器的位于沉降汽提器内的一端连通，第二旋风分离器的气相出料端与第二集气室连通，第二旋风分离器的固相出料端与第二密相床连通，半焦冷却器与油气汽提段连通。第一斜管设置于沉降汽提器与焦炭气化炉之间并用于连通油气汽提段与第一密相床。可选地，在本申请较佳实施例中，沉降汽提器与焦炭气化炉之间设有第二斜管，第一密相床设有淹流管，第二斜管的一端与粉煤干馏反应器的伸出沉降汽提器的一端连通，第二斜管的另一端伸入第一密相床并与淹流管连通。可选地，在本申请较佳实施例中，沉降汽提器还包括第三旋风分离器，第三旋风分离器的进料端与第二旋风分离器的气相出料端连通，第三旋风分离器的气相出料端与第二集气室连通，第三旋风分离器的固相出料端与第二密相床连通。可选地，在本申请较佳实施例中，焦炭气化炉的远离第一集气室的一端设有用于通入氧和水蒸汽的第一入口以及用于分布由第一入口进入的氧气和水蒸汽的气体分布器。可选地，在本申请较佳实施例中，沉降汽提器的油气汽提段设有用于通入水蒸汽的第二入口以及用于分布由第二入口进入的水蒸汽的气体分布板。可选地，在本申请较佳实施例中，粉煤干馏装置还包括半焦排料罐，半焦排料罐与半焦冷却器连通以用于收集和排出半焦。可选地，在本申请较佳实施例中，沉降汽提器与焦炭气化炉均优选金属外壳内衬隔热耐磨衬里。可选地，在本申请较佳实施例中，粉煤干馏反应器采用横截面为圆形的金属管，内衬隔热耐磨衬里，长度为10-30m，直径为400-500mm。可选地，在本申请较佳实施例中，粉煤干馏反应器与沉降汽提器优选为同轴设置。本专利技术还提出一种粉煤干馏方法，采用上述粉煤干馏装置，以焦炭气化炉中的高温炭粒为热载体输送至粉煤干馏反应器的底部，与粉煤进料口输入的粉煤混合，升温并干馏，然后与重油喷嘴喷入的重油接触并在粉煤干馏反应器中发生粉煤干馏与重油热解反应；反应后的生成物进入沉降汽提器，并由第二旋风分离器进行气固分离，生成的油气由第二集气室排出装置进入分馏系统；分离出的固体半焦经油气汽提段的水蒸汽汽提，一部分半焦进入半焦冷却器冷却，另一部分半焦经第一斜管进入焦炭气化炉的第一密相床。焦炭气化炉中进行焦炭气化并使半焦部分脱炭升温，生成物通过气体冷却器冷却并经过第一旋风分离器进行气固分离，分离的气体进入第一集气室并经排出装置进入下游加工装置，分离的高温炭粒热载体通过第一旋风分离器的固相出料端进入第一密相床，进入焦炭气化炉的半焦经部分脱炭升温后形成高温炭粒再输送至粉煤干馏反应器与粉煤进料口输入的粉煤以及重油喷嘴喷入的重油依次接触发生热反应，循环进行。优选地，粉煤以及高温炭粒的粒径均小于等于5mm。可选地，在本申请较佳实施例中，粉煤干馏反应器内的油气平均线速为3-5m/s，粉煤的干馏时间为5-10s，重油的热解时间为3-6s。可选地，在本申请较佳实施例中，粉煤干馏反应器内高温炭粒与粉煤的重量比为(1：0.5)-(1：0.7)，高温炭粒与重油的重量比为(1：0.25)-(1：0.4)。可选地，在本申请较佳实施例中，焦炭气化炉内的温度为1000-1200℃，第一密相床对应的气体线速为1-5m/s，焦炭的气化时间为5-20min。本专利技术较佳实施例提供的粉煤干馏装置及粉煤干馏方法的有益效果包括：本专利技术较佳实施例提供的粉煤干馏方法采用高温炭粒作为流化介质达到粉煤干馏和重油热解的工艺目标，并且在保留重油流化热解的工艺优势条件下克服了现有流化热解工艺处于流态化的载热、载炭的炭粒的制造、烧焦再生控制及应用等方面的技术困难。提供的粉煤干馏装置结构简单，投资低，操作灵活；装置无烟气排放，焦炭气化生成气体可进一步合成甲醇乃至轻质油品；装置原料加工效率高，适合粉煤干馏及重油热解大型化生产。附图说明为了更清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤干馏装置，其特征在于，其包括焦炭气化炉、气体冷却器、第一旋风分离器、粉煤干馏反应器、沉降汽提器、第二旋风分离器、半焦冷却器以及第一斜管；所述焦炭气化炉包括位于两端的第一集气室和第一密相床，所述气体冷却器的进气端与所述焦炭气化炉的靠近所述第一集气室的一端连通，所述气体冷却器的出气端与所述第一旋风分离器的进料端连通，所述第一旋风分离器的气相出料端与所述第一集气室连通，所述第一旋风分离器的固相出料端与所述第一密相床连通；所述沉降汽提器包括位于两端的第二集气室和油气汽提段以及靠近所述油气汽提段的第二密相床；所述粉煤干馏反应器的一端设置于所述第二密相床与所述第二集气室之间，另一端伸出所述沉降汽提器并与所述焦炭气化炉的远离所述第一集气室的一端连通；所述粉煤干馏反应器的伸出所述沉降汽提器的一端设有粉煤进料口以及重油喷嘴；所述第二旋风分离器的进料端与所述粉煤干馏反应器的位于所述沉降汽提器内的一端连通，所述第二旋风分离器的气相出料端与所述第二集气室连通，所述第二旋风分离器的固相出料端与所述第二密相床连通，所述半焦冷却器与所述油气汽提段连通；所述第一斜管设置于所述沉降汽提器与所述焦炭气化炉之间并用于连通所述油气汽提段与所述第一密相床。...

【技术特征摘要】
1.一种粉煤干馏装置，其特征在于，其包括焦炭气化炉、气体冷却器、第一旋风分离器、粉煤干馏反应器、沉降汽提器、第二旋风分离器、半焦冷却器以及第一斜管；所述焦炭气化炉包括位于两端的第一集气室和第一密相床，所述气体冷却器的进气端与所述焦炭气化炉的靠近所述第一集气室的一端连通，所述气体冷却器的出气端与所述第一旋风分离器的进料端连通，所述第一旋风分离器的气相出料端与所述第一集气室连通，所述第一旋风分离器的固相出料端与所述第一密相床连通；所述沉降汽提器包括位于两端的第二集气室和油气汽提段以及靠近所述油气汽提段的第二密相床；所述粉煤干馏反应器的一端设置于所述第二密相床与所述第二集气室之间，另一端伸出所述沉降汽提器并与所述焦炭气化炉的远离所述第一集气室的一端连通；所述粉煤干馏反应器的伸出所述沉降汽提器的一端设有粉煤进料口以及重油喷嘴；所述第二旋风分离器的进料端与所述粉煤干馏反应器的位于所述沉降汽提器内的一端连通，所述第二旋风分离器的气相出料端与所述第二集气室连通，所述第二旋风分离器的固相出料端与所述第二密相床连通，所述半焦冷却器与所述油气汽提段连通；所述第一斜管设置于所述沉降汽提器与所述焦炭气化炉之间并用于连通所述油气汽提段与所述第一密相床。2.根据权利要求1所述的粉煤干馏装置，其特征在于，所述沉降汽提器与所述焦炭气化炉之间设有第二斜管，所述第一密相床设有淹流管，所述第二斜管的一端与所述粉煤干馏反应器的伸出所述沉降汽提器的一端连通，所述第二斜管的另一端伸入所述第一密相床并与所述淹流管连通。3.根据权利要求1所述的粉煤干馏装置，其特征在于，所述沉降汽提器还包括第三旋风分离器，所述第三旋风分离器的进料端与所述第二旋风分离器的气相出料端连通，所述第三旋风分离器的气相出料端与所述第二集气室连通，所述第三旋风分离器的固相出料端与所述第二密相床连通。4.根据权利要求1所述的粉煤干馏装置，其特征在于，所述焦炭气化炉的远离所述第一集气室的一端设有用于通入氧和水蒸汽的第一入口以及用于分布由所述第一入口进入的氧气和水蒸汽的气体分布器。5.根据权利要求1所述的粉煤干馏装置，其特征在于，所述沉降...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文柯，王龙延，汤海涛，樊麦跃，陈曼桥，雷杰，李康，
申请(专利权)人：中石化洛阳科技有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41