模块化处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种处理系统，该处理系统包括至少一个增压装置；至少一个分离装置；至少一个转换部分；至少一个阀单元，位于所述至少一个增压装置和所述至少一个转换部分之间；至少一个阀单元，位于所述至少一个转换部分和所述至少一个分离单元之间；其中，所述转换部分包括至少两个并联的转换单元；其中，每个转换单元包括至少一个加热装置、至少一个反应器装置和至少一个冷却装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化处理系统
本专利技术涉及处理系统领域，特别是用于高压连续处理的系统。
技术介绍
高压连续过程的许多应用已经存在或正在开发中或处于商业化的早期阶段。这种过程的实例是水热过程和溶剂热过程，例如用于生产烃，例如运输燃料、润滑剂或特种化学品、气体、碳化产品或纳米材料。与连续操作相关的这种高压处理系统必须升高温度，并且在该过程结束时还必须降低温度，为了此目的提出了许多解决方案。通常，这样的过程在接近水的临界点的温度下操作，并且通常涉及加热进料混合物和冷却产物混合物。为了在该过程中实现加热和冷却，必须提供用于执行加热和冷却的装置作为高压高温系统的一部分。这种系统对于该过程中正在处理的物质可能造成的沉淀或甚至阻塞是敏感的。所述系统还可能会受到影响系统利用率的检修和维护活动的影响。由于该原因，需要以提高系统利用率的方式改进系统。专利技术目的因此，本专利技术的目的是提供一种系统以及一种操作该系统的方法，其可增加高压处理系统的利用率，同时降低系统的复杂性。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，本专利技术的目的是通过一种处理系统来实现的，该处理系统包括：-至少一个增压装置；-至少一个分离装置；-至少一个转换部分；-位于所述至少一个增压装置和所述至少一个转换部分之间的至少一个阀单元；-位于所述至少一个转换部分和至少一个分离单元之间的至少一个阀单元；-其中，所述转换部分包括至少两个并联的转换单元；-其中，每个转换单元包括○至少一个加热装置○至少一个反应器装置，和○至少一个冷却装置。通过布置多个并联的转换单元，有可能使结构适应增加的利用率，因为单个单元的不可利用率对总体利用率的影响不会多于该单个单元本身的贡献。此外，由于所定义的处理系统的模块化结构，其能够用标准化材料制造部件，并且材料消耗更少，并因此能够相比仅使用一串(onestring)的结构而实现更具成本效益的生产。在一个实施方案中，关闭阀单元设置在至少一个增压装置和每个转换单元之间；并且其中，额外的关闭阀单元设置在每个转换单元和至少一个分离单元之间。因此，可避免处于高温高压位置的阀单元，这使得阀单元更加经济。在另一个实施方案中，对于至少一个关闭阀，优选对于每个关闭阀，可以在两个关闭阀之间提供额外的维持阀，例如开/关阀，以确保两个关闭阀之间的转换单元可以通过关闭两个关闭阀并打开维持阀来减小压力，同时保持其余并联的转换单元的运行。由此，转换单元安全地停止运行以进行检修和/或维护，而剩余的转换单元仍处于运行中。从而提高了整个设备的利用率。在该实施方案中，能够密封单个单元，以便在不关闭整个系统的情况下对单个单元进行维护和维修工作，从而进一步提高了系统的利用率。在一个实施方案中，减压装置被设置为转换单元的一部分。通过提供更多的并联单元，单个单元的停机时间不会对总的生产力产生显著影响。例如，如果10个并联单元运行，单个单元的脱偶联(decoupling)仅意味着生产力减少10％。附图说明下面将参照附图中所示的一个实施方案来描述本专利技术，其中：图1A和1B示出了用于将碳质材料转化为可再生烃的连续高压过程的示意图；图2示出了加热和冷却系统的第一实施方案的示意图；图3示出了根据本专利技术的加热和冷却系统的另一个实施方案的示意图，其中高压加热器由该过程中的气体供给燃料；图4示出了加热和冷却系统的另一个实施方案的示意图，其中热被传递至高压水冷却器中的传热介质并被分配至该过程的其他部分；图5示出了高压高温处理系统的有利实施方案的示意图；图6示意性地示出了与前述图1-图5相关的系统的三个并联单元；图7示意性地示出了与前述图1-图5相关的系统的三个并联单元的不同实施方案；图8A和8B示意性地示出了关闭阀单元的两个实施方案；以及图9示意性地示出了与前述图1-图5相关的系统的三个并联单元的不同实施方案。优选实施方案图1示出了包括泵送工具和增压工具的用于将碳质材料例如生物质转化为可再生油的连续高压生产过程的实施方案。如图1所示，首先使碳质材料经历进料混合物制备步骤(1)。进料混合物制备步骤将碳质材料转化成可泵送的进料混合物，并且通常包括机械工具，以用于减小碳质材料的尺寸并将碳质材料与进料混合物中的其他成分例如水、催化剂和其他添加剂(例如有机物)浆化。在本专利技术的优选实施方案中，进料混合物可以在预处理步骤中被预热。在预处理步骤中通常将进料混合物预热至约150℃至约250℃范围的温度，例如约150℃至约220℃范围的温度。优选地，将进料混合物预热至约160℃至约200℃范围的温度，例如约160℃至约180℃范围的温度。有利地，这是通过经传热介质诸如热油或蒸汽从高压水冷却器传热来进行的，由此提高了整体热回收率和能量效率。第二步是增压步骤(2)，其中通过泵送方式将进料混合物增压至至少150巴至最高约450巴的压力，例如至少180巴至最高400巴的压力；优选地，通过泵送方式将进料混合物增压至高于水的临界点的压力，例如至少250巴的压力；更优选地，通过泵送方式将进料混合物增压至至少300巴的压力，例如至少320巴。随后将增压的进料混合物加热至约300℃至最高约450℃范围的反应温度，例如约340℃至约430℃范围的温度；优选地，随后将增压的进料混合物加热至约370℃至最高约425℃范围的反应温度，例如约390℃至约420℃范围的温度。通常在冷却并降低压力之前将进料混合物在这些条件下保持足够的时间以转化碳质材料，例如持续2至30分钟，例如3至20分钟的范围；并且优选5至15分钟的范围。随后将包含液态烃产物；具有水溶性有机物和溶解盐的水；包含二氧化碳、氢气和甲烷的气体；以及来自所述转化的碳质材料的悬浮颗粒的产物混合物冷却至80℃至250℃范围的温度，例如120℃至170℃范围的温度。此后冷却的产物混合物进入减压装置。合适的减压装置包括：包括串联和/或并联布置的多个管状构件的减压装置和包括减压泵单元的减压装置，其中所述管状构件的长度和内部截面适于将压力降低至所需水平。将转化的进料混合物进一步分离成至少气相、可再生原油相、具有水溶性有机化合物以及溶解盐的水相和最终悬浮颗粒。可以通过重量相分离或其他合适的方式例如离心来进行分离。将碳质材料连续高处理成烃的许多实施方案包括用于回收均相催化剂的回收步骤和可再生原油还可以进行对该过程的提质，其中在一个或多个步骤中，将其增压至约20巴至约200巴范围的压力，诸如约50巴至120巴范围的压力，然后加热至300℃至400℃范围的温度，并与包含于一个或多个反应区中的氢和多相催化剂(一种或多种)接触，并最终分级成不同沸点的级分。图2示出了加热和冷却系统的第一实施方案的示意图，其中从来自转化步骤(4)的产物混合物的冷却步骤中提取热，以及使用在高于临界压力的压力下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.处理系统，包括：/n-至少一个增压装置；/n-至少一个分离装置；/n-至少一个转换部分；/n-位于所述至少一个增压装置和所述至少一个转换部分之间的至少一个阀单元；/n-位于所述至少一个转换部分和所述至少一个分离单元之间的至少一个阀单元；/n-其中，所述转换部分包括至少两个并联的转换单元；/n-其中，每个转换单元包括/n○至少一个加热装置，/n○至少一个反应器装置，和/n○至少一个冷却装置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171109 DK PA2017708421.处理系统，包括：
-至少一个增压装置；
-至少一个分离装置；
-至少一个转换部分；
-位于所述至少一个增压装置和所述至少一个转换部分之间的至少一个阀单元；
-位于所述至少一个转换部分和所述至少一个分离单元之间的至少一个阀单元；
-其中，所述转换部分包括至少两个并联的转换单元；
-其中，每个转换单元包括
○至少一个加热装置，
○至少一个反应器装置，和
○至少一个冷却装置。


2.根据权利要求1所述的处理系统，其中，在所述至少一个增压装置和每个所述转换单元之间设置关闭阀单元；并且其中，在每个所述转换单元和所述至少一个分离单元之间设置关闭阀单元。
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·艾弗森，
申请(专利权)人：斯蒂珀能源有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK