一种处理含有机分子气体的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种处理含有机分子气体的系统，所述系统包括固体热载体供料单元、含有机分子气体供气单元、气固混合装置以及气固分离装置；本发明专利技术所述含有机分子气体与固体热载体在气固混合装置内进行混合换热；混合换热过程中，作为流动介质的含有机分子气体带动固体热载体流动，根据不同固体热载体的温度，通过调节气固比例，使含有机分子气体加热至所需温度；而含有机分子气体升温缩合产生的焦炭富集在固体热载体表面，能够使含有机分子气体的换热升温连续进行；而且，表面含有焦炭的固体热载体能够通过烧焦的方法加热到所需温度；本发明专利技术能够与流化焦化系统进行耦合，从而降低对含有机分子气体进行加热所需成本。

A system and method for dealing with gases containing organic molecules

【技术实现步骤摘要】
一种处理含有机分子气体的系统及方法
本专利技术属于气体处理
，涉及一种处理气体的系统及方法，尤其涉及一种处理含有机分子气体的系统及方法。
技术介绍
在有机化学反应中，常常需要含有有机分子气体的高温载气用于提供反应能量或流动化的动力，或者将有机分子气体中的有机分子通过高温分解为合适的反应单体参与反应。例如CN104017609A公开的煤炭以气体为载体的热解；加氢反应中将有机分子气体用于稳定大分子自由基的甲基、乙基、活性氢等自由基供给。含有机分子气体的主要加热和/或反应的方法包括通过火焰加热传热、高温蓄热传热或部分氧化自热。但是含有机分子气体中的有机分子在高温条件下容易缩合生成焦炭，在采用炉管加热时不能加热到很高的温度，否则炉管表面会生产焦炭，存在影响传热和/或堵塞炉管的风险，影响加热的经济性与稳定性。如果采用高温蓄热式传热，含有机分子气体的温度虽然能够加热到很高，但由于有机分子在高温容易缩合生焦，因此高温蓄热式传热不能连续进行，需要采用多台蓄热式加热锅炉通过加热与烧焦不断切换的方法进行加热，这不仅会增加处理有机分子气体的成本，且会降低生产效率，影响生产的稳定性。采用部分氧化自热的方法，能够将含有机分子气体加热到很高的温度，也能够实现连续生产，但由于氧化自热需要补充空气或氧气，自热过程中必然会产生CO、CO2、N2、SO2、NOX以及H2O等无效甚至有害的气体，这些气体的存在会引起反应效率的较低，增加生产能耗；而且有害气体的存在还需要增加额外的处理有毒有害气体的设备。因此，提供一种能够连续稳定使含有机分子气体温度升高的系统，对于提高能源利用率，避免直接加热的结焦缺陷、蓄热式加热的不稳定缺陷以及氧化自热式加热时无效气体量大的缺陷具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理含有机分子气体的系统及方法，所述处理含有机分子气体的系统的换热效率高且能够长期稳定运行，能够有效避免直接加热方式结焦缺陷、蓄热式加热不稳定的缺陷以及氧化自热式加热产生大量无效气体的缺陷。而且所述处理含有机分子气体的系统能够与许多工艺耦合，应用前景十分广阔。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种处理含有机分子气体的系统，所述系统包括固体热载体供料单元、含有机分子气体供气单元、气固混合装置以及气固分离装置。所述气固混合装置中，含有机分子气体供气单元提供的含有机分子气体作为流化介质，与固体热载体供料单元提供的固体热载体混合换热，混合介质流入气固分离装置进行气固分离。本专利技术所述“含有机分子气体”包括但不限于煤炭热解产生的荒煤气、炼油厂的干气、油田伴生气、天然气或液体有机物加热气化后的气体中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术提供的处理含有机分子气体的系统通过使用固体热载体与含有机分子气体进行换热，从而提升含有机分子气体的温度。在混合换热的过程中，含有机分子的气体作为流化介质，流化输送高温固体热载体，由于固体热载体的性质与温度不同，含有机分子气体可被加热到不同温度和/或分解为不同的单体。与高温固体热载体分离后，升温后的含有机分子气体能够根据含有的有机分子气体的种类，应用于不同的反应过程中。本专利技术在所述处理含有机分子气体的系统中，通过气固流化换热的方法加热和/或分解有机分子。所述处理含有机分子气体的系统的换热效率高，能够有效地避免了直接加热带来的结焦缺陷、蓄热式加热不稳定的缺陷以及氧化自热式加热产生大量无效气体的缺陷。优选地，所述固体热载体供料单元包括用于加热固体热载体的固体热载体加热装置。所述固体热载体加热装置不仅能够在系统运行时加热固体热载体，还能够对固体热载体换热后形成的含碳热载体进行再热。优选地，本专利技术所述固体热载体加热装置为流化床，所述固体热载体和/或含碳热载体在自身夹带焦炭和/或外部热源的作用下进行升温。升温后的固体热载体和/或含碳热载体用于与含有机分子气体换热，燃烧产生的烟气可在本领域常用的余热回收装置内进行余热回收。优选地，所述气固混合装置为流化床。本专利技术所述含有机分子气体与固体热载体在气固混合装置内进行混合换热。混合换热过程中，作为流动介质的含有机分子气体带动固体热载体流动，根据不同固体热载体的温度，通过调节气固比例，使含有机分子气体加热至所需温度。部分有机分子在升温过程中会发生缩合而产生焦炭，通过固体热载体对含有机分子气体进行加热，加热过程中产生的焦炭会富集在固体热载体表面，从而克服焦炭在炉管表面富集并堵塞炉管的缺陷。烧焦的方法能够使固体热载体表面富集的焦炭燃烧，使固体热载体能够回用于与含有机分子气体的混合换热；同时，烧焦还能使固体热载体升温，减少固体热载体升温所需外部热源。优选地，所述气固分离装置包括惯性分离器、旋风分离器或筛板中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术通过气固分离装置的设置，使换热后的气固混合物分离为含碳热载体与升温有机气体。其中，升温有机气体能够用于所需工艺步骤中；含碳热载体在固体热载体加热装置内通过外部热源和/或自身燃烧升温后，回用于与含有机分子气体的混合换热。优选地，所述气固分离装置分离出的固体回到固体热载体加热装置进行加热。优选地，所述固体热载体加热装置包括但不限于流化床。由气固分离装置分离出的含碳热载体回到流化床，在底部高速气流的作用下形成流态化悬浮层，从而进行流化燃烧。当含碳热载体所带焦炭燃烧产生的热量不足时，可以通过补充外部热源的方法来使含碳热载体加热到所需温度。所述外部热源可以通过外部燃料直接补入固体热载体加热装置燃烧，使固体热载体加热至所需温度；也可以通过外部燃料在外部燃烧装置燃烧后产生的热量补入固体热载体加热装置，使固体热载体加热至所需温度。优选地，所述外部燃料包括燃料油和/或燃料气，进一步优选为重质燃料油。优选地，本专利技术提供的系统还能够与流化焦化工艺进行耦合。优选地，所述固体热载体包括瓷球、石英砂、玻璃、蛭石或分子筛中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合包括瓷球与石英砂的组合，石英砂与玻璃的组合，玻璃与蛭石的组合，蛭石与分子筛的组合，瓷球、石英砂与玻璃的组合，瓷球、玻璃与蛭石的组合，瓷球、蛭石与分子筛的组合，石英砂、玻璃、蛭石与分子筛的组合，瓷球、石英砂、蛭石与分子筛的组合或瓷球、石英砂、玻璃、蛭石与分子筛的组合。所述组合包括混合或复合。所述混合即为至少两种材料的常规混合。所述复合的方法包括但不限于将至少两种材料进行球磨，然后捏合后进行成型烧结。本专利技术不对球磨、捏合以及烧结成型的参数做具体限定，本领域技术人员能够根据固体热载体的具体组成进行合理地选择。本专利技术所述固体热载体为热容量大且热稳定性好的固体物料，通过选定上述固体物料，能够使含有机分子气体与固体热载体的换热稳定进行。第二方面，本专利技术提供了一种应用如第一方面所述的处理含有机分子气体的系统的方法，所述方法包括如下步骤：含有机分子气体与固体热载体混合换热，气固分离后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含有机分子气体的系统，其特征在于，所述系统包括固体热载体供料单元、含有机分子气体供气单元、气固混合装置以及气固分离装置；/n所述气固混合装置中，含有机分子气体供气单元提供的含有机分子气体作为流化介质，与固体热载体供料单元提供的固体热载体混合换热，混合介质流入气固分离装置进行气固分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理含有机分子气体的系统，其特征在于，所述系统包括固体热载体供料单元、含有机分子气体供气单元、气固混合装置以及气固分离装置；
所述气固混合装置中，含有机分子气体供气单元提供的含有机分子气体作为流化介质，与固体热载体供料单元提供的固体热载体混合换热，混合介质流入气固分离装置进行气固分离。


2.根据权利要求1所述的处理含有机分子气体的系统，其特征在于，所述固体热载体供料单元包括用于加热固体热载体的固体热载体加热装置。


3.根据权利要求1或2所述的处理含有机分子气体的系统，其特征在于，所述气固混合装置为流化床。


4.根据权利要求1-3任一项所述的处理含有机分子气体的系统，其特征在于，所述气固分离装置包括惯性分离器、旋风分离器或筛板中的任意一种或至少两种的组合。


5.根据权利要求2所述的处理含有机分子气体的系统，其特征在于，所述气固分离装置分离出的固体回到固体热载体加热装置进行加热；
优选地，所述固体热载体包括瓷球、石英砂、玻璃、蛭石或分子筛中的任意一种或至少两种的组合。


6.一种应用如权利要求1-5任一项所述的处理含有机分子气体的系统的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆元，汤奕婷，于清江，
申请(专利权)人：胜帮科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31