碳氢原料固体热载体干馏反应器与干馏方法技术

本发明专利技术公开了一种碳氢原料固体热载体干馏反应器及干馏方法，所述干馏反应器通过在干馏反应器内设置具有孔道或孔隙的内构件形成干馏气相产物流动通道，所述干馏方法为采用上述干馏反应器使反应物料由上向下移动，干馏气相产物沿反应器内设计路径移动，最终从设于中心干馏气相产物收集通道上的干馏气相产物出口导出。本发明专利技术解决了现有碳氢原料干馏方法中存在的油品含尘量高及重质组分多等问题，还克服了在干馏过程中传热、传质效率低、速度慢等技术缺点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种碳氢原料固体热载体干馏反应器及干馏方法，所述干馏反应器通过在干馏反应器内设置具有孔道或孔隙的内构件形成干馏气相产物流动通道，所述干馏方法为采用上述干馏反应器使反应物料由上向下移动，干馏气相产物沿反应器内设计路径移动，最终从设于中心干馏气相产物收集通道上的干馏气相产物出口导出。本专利技术解决了现有碳氢原料干馏方法中存在的油品含尘量高及重质组分多等问题，还克服了在干馏过程中传热、传质效率低、速度慢等技术缺点。【专利说明】
本专利技术涉及固体燃料能源化工
，具体地，本专利技术涉及一种。
技术介绍
碳氢原料包含煤、油页岩、生物质、油砂、城市固废及工业副产品如吸附有机质后的吸附剂颗粒等，因其含有丰富的有机组分，适宜提取高值化学品而实现原料的高值化利用。干馏是从固体碳氢原料中提取高值油品的有效方式，干馏所得液相产品既可作为燃料油的替代燃料，同时其中还含有丰富的化工原材料如苯、甲苯、二甲苯、酚、甲酚、二甲酚等，具有重要的应用价值。在干馏过程中，传热、传质方式对原料的最终利用率及终产物的组成有显著影响，是调控干馏方法的主要技术途径。现有干馏技术分为地下干馏及地上干馏两大类。地下干馏由于生产方法过程难以控制，易于导致地下油气污染，因此目前尚未大规模工业化生产。地上干馏是指将碳氢原料经过破碎、筛分至所需粒径，然后在不同类型的干馏炉内加热而生成不同干馏产品等过程。按加热方式的不同，地上干馏技术分为间接加热和直接加热两类。间接加热指干馏所需的热量通过器壁传入干馏室的做法，这种方式热效率低，且不易放大，在工业生产中很少采用。直接加热的干馏炉称为内热式干馏炉，按照传热载体的不同，分为气体热载体及固体热载体两种，其热源通常来自燃烧干馏气、固相产品等所放出的热量。以油页岩干馏技术为例，气体热载体法干馏技术在世界范围内有不同的炉型，其中代表性的有巴西的Petrosix技术、爱沙尼亚的Kiviter技术、美国联合油SGR干懼技术、日本的Joesco干懼技术和中国的抚顺干馏炉技术等。固体热载体法干馏技术包括美国的Tosco-1I干馏技术、爱沙尼亚的Galoter干馏技术、德国的LR干馏技术、加拿大ATP干馏技术和中国大工新法干馏技术(DGProcess).,虽然目前适用于不同碳氢原料的干馏技术众多，有些也已进入到工业应用阶段，但在运行过程中都存在着不同程度的问题。对于气体热载体干馏技术，问题在于对原料的利用率较低，且只能处理块状物 料，装置的热效率不高。而固体热载体干馏技术，则存在设备庞大，结构复杂，动力消耗大，干馏油品收率低等。同时，作为上述干馏过程运行中的一个共性问题，现有干馏技术所得的油品中都存在含尘量大、重质组分含量高等问题，直接影响装置的连续运行及产品的进一步加工。为解决现有干馏方法所得油品含尘量高、重质组分高等问题，需要设计新型的干馏反应器及方法路线加以解决，惟其如此，才能为解决能源问题开辟新思路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种，该干馏反应器及采用该干馏反应器的干馏方法解决了现有碳氢原料干馏方法中存在的油品含尘量高及重质组分多等问题，还克服了在干馏过程中传热、传质效率低、速度慢等技术缺点。为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案:—种碳氢原料固体热载体干馏反应器，所述干馏反应器内设置具有孔道11或孔隙12的第一内构件1，所述第一内构件I固定于干馏反应器顶部，且与干馏反应器壁2之间形成周边干馏气相产物通道3，所述周边干馏气相产物通道3下端开口于干馏反应器内的物料层4中；在干馏反应器的中心相对设置的具有孔道11或孔隙12的第二内构件5之间形成中心干馏气相产物通道6，所述中心干馏气相产物通道6上端封闭，且与干馏反应器的物料入口 9纵向相对，所述中心干馏气相产物通道6下端开口于干馏反应器的物料层4中，所述中心干馏气相产物通道6内的上部还设置一干馏气相产物出口 7 ；所述周边干馏气相产物通道3和中心干馏气相产物通道6之间构成固体物料的由上向下的物料通道。本专利技术中孔道11为菱形导气孔道、矩形导气孔道和圆形导气孔道中的一种或多种，本领域技术人员可以根据需要将孔道11设计为其他形状的导气孔道，只要其能实现干馏气相产物(比如气体、小颗粒)穿过的目的即可，比如三角形导气孔道、星形导气孔道等。本专利技术中孔隙12为百叶窗式孔隙，或为由数量大于I个的内构件组合形成的组件之间的孔隙(组件中的每一个内构件上均可以设置孔道11或孔隙12)，本领域技术人员可以根据需要将孔隙12设计为其他形状的孔隙，只要其能实现干馏气相产物(比如气体、小颗粒)穿过的目的即可。本专利技术的第一内构件I和第二内构件5上开设有允许干馏气相产物通过的孔道11或孔隙12，并且能够提供干馏反应器内物料的支撑。本专利技术中周边 干馏气相产物通道3为环形相互连通的通道，或为相对两侧的干馏反应器壁与第一内构件I形成的、经内含中心干馏气相产物通道6的物料层分隔的相向壁面通道。本专利技术中干馏反应器的形状为圆柱形或棱柱形，本领域技术人员也可以根据需要将干馏反应器设计成其他的形状，比如梯形柱等。本专利技术中第二内构件5上从距顶端的十分之一到三分之一的第二内构件长度处开始设置孔道11或孔隙12，使所述中心干馏气相产物通道6上端封闭为有一个开口的半封闭空间13。上述中心干馏气相产物通道6上端的半封闭空间是为了使物料层4将其下部开有孔道或孔隙的内构件完全埋没，从而使中心干馏气相产物通道6完全处于物料层4中。本领域技术人员可以根据需要对未设置孔道或孔隙的部分内构件长度进行选择，比如为三分之二内构件长度等。本专利技术所述周边干馏气相产物通道3和中心干馏气相产物通道6的下端开口在同一水平面上，本领域技术人员也可以根据需要对二者的开口位置进行选择，比如一个的开口位置高于另一个的开口位置。一种基于上述碳氢原料固体热载体干馏反应器的干馏方法，所述方法包括如下步骤:灰仓20高温固体热载体颗粒与供料系统21中需要干馏的碳氢原料在固固混合器14中充分混合得到反应前的固体物料，反应前的固体物料从物料入口 9进入干馏反应器中，在干馏反应器内升温并释放气相产物，气相产物向上穿过物料层4进入到干馏反应器的上部空间8，然后穿过第一内构件I上的孔道11或孔隙12进入到周边干馏气相产物通道3中，再依次通过第一内构件I上的孔道11或孔隙12、物料层4和第二内构件5上的孔道11或孔隙12进入到中心干馏气相产物通道6中，然后从干馏气相产物出口 7排出进入后处理及产物收集系统。所述干馏方法还可以包括如下步骤:干馏反应得到的干馏气相产物从干馏气相产物出口 7排出进入后处理及产物收集系统，反应后的固体物料从物料出口 10排出被送入并流向上的氧化反应器18，与从氧化反应器18底部供入的空气或氧气反应得到气固混合物，气固混合物经气固分离器19分离，被分离的高温固体颗粒作为高温固体热载体颗粒被循环进入固固混合器14，被分离的气体作为烟气排出，进入其下游处理工段。所述后处理及产物收集系统可以包括干馏气相产物进入换热器15后分为气体和液体，并分别进入储气柜16和储液罐17储存。本专利技术中气相产物从周边干馏气相产物通道3中进入物料层4时，气相产物中夹带的细颗粒物料被阻隔返回到周边干馏气相产物通道3的下部开口处，从而再次进入物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳氢原料固体热载体干馏反应器，其特征在于，所述干馏反应器内设置具有孔道（11）或孔隙（12）的第一内构件（1），所述第一内构件（1）固定于干馏反应器顶部，且与干馏反应器壁（2）之间形成周边干馏气相产物通道（3），所述周边干馏气相产物通道（3）下端开口于干馏反应器内的物料层（4）中；在干馏反应器的中心相对设置的具有孔道（11）或孔隙（12）的第二内构件（5）之间形成中心干馏气相产物通道（6），所述中心干馏气相产物通道（6）上端封闭，且与干馏反应器的物料入口（9）纵向相对，所述中心干馏气相产物通道（6）下端开口于干馏反应器的物料层（4）中，所述中心干馏气相产物通道（6）内的上部还设置一干馏气相产物出口（7）；所述周边干馏气相产物通道（3）和中心干馏气相产物通道（6）之间构成固体物料的由上向下的物料通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许光文，武荣成，高士秋，张纯，董鹏伟，韩江则，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：