專利名稱：一種逆流、環(huán)流煤液化反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種將逆流反應(yīng)器、環(huán)流反應(yīng)器和煤液化油(含循環(huán)溶劑)在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝，屬于煤炭化學(xué)加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是逆流、環(huán)流和溶劑在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接加氫液化工藝，即中國(guó)煤直接液化工藝(China Direct Coal Liquefaction Process，簡(jiǎn)稱為CDCL工藝)。
第一低溫分離器出來(lái)的氣體中H2濃度約60~80％，排掉的一些循環(huán)氣體去H2回收與凈化系統(tǒng)，同時(shí)補(bǔ)充一些來(lái)自第二低溫分離器的高H2濃度的循環(huán)氣體，第二低溫分離器出來(lái)的氣體中H2的濃度約75~95％。這樣就保證了進(jìn)入第一循環(huán)氣體壓縮機(jī)循環(huán)氣體中的H2濃度維持在一定的水平。
逆流反應(yīng)器中比較難于液化的煤和重質(zhì)液化產(chǎn)品與煤中礦物質(zhì)、催化劑一道從逆流反應(yīng)器底部排出，進(jìn)入第二反應(yīng)器即內(nèi)循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器。進(jìn)入內(nèi)循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器的物料流量受第一逆流反應(yīng)器內(nèi)液面高度的控制。由于進(jìn)入內(nèi)循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器物料是比較難以液化的部分，所以內(nèi)循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器反應(yīng)條件比較苛刻，溫度高于第一逆流反應(yīng)器的溫度為400～470℃。新鮮H2經(jīng)過(guò)新鮮H2壓縮機(jī)C0與來(lái)自第二循環(huán)H2壓縮機(jī)C2的循環(huán)氫氣混合后進(jìn)入H2預(yù)熱器F3。進(jìn)入內(nèi)循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器的循環(huán)氣體中H2濃度也高于進(jìn)入逆流反應(yīng)器的循環(huán)氣體中H2濃度。循環(huán)氣體與來(lái)自逆流反應(yīng)器的物流一道進(jìn)入內(nèi)循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器底部的導(dǎo)流筒。在導(dǎo)流筒內(nèi)由于大量氣體進(jìn)入，使得這里的物料的密度較小，又在上升氣流的作用下，導(dǎo)流筒內(nèi)的物流向上運(yùn)動(dòng)。流出導(dǎo)流筒后，氣體和液體蒸氣夾帶固體顆粒繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，從反應(yīng)器頂部離開(kāi)進(jìn)入高溫分離器；流出導(dǎo)流筒的另一部分物流，主要是液體和固體顆粒，由于自身較大的密度和與導(dǎo)流筒內(nèi)的流體形成較大的靜壓差的作用，這部分流體沿反應(yīng)器內(nèi)壁與導(dǎo)流筒外壁的環(huán)隙區(qū)向下運(yùn)動(dòng)，由此形成快速環(huán)流運(yùn)動(dòng)。這樣使反應(yīng)器內(nèi)部各處湍動(dòng)程度差別不大，氣泡分布和固體顆粒分布均勻，溫度分布均勻。由于環(huán)流作用，使進(jìn)入反應(yīng)器的物料在反應(yīng)器內(nèi)平均停留時(shí)間保持不變的情況下，氣、液、固體接觸比較充分，提高了傳熱、傳質(zhì)效率，因此煤加氫液化的效果比較好。
液化油與循環(huán)溶劑加氫后，從固定床在線加氫反應(yīng)器的底部離開(kāi)在線加氫反應(yīng)器進(jìn)入中溫分離器V4，從V4分離出單的液體作為循環(huán)溶劑去制備煤漿。離開(kāi)V4的氣相經(jīng)過(guò)冷卻器L3進(jìn)入低溫分離器V5，離開(kāi)V5的氣體經(jīng)過(guò)凈化后一部分去逆流反應(yīng)器，大部分去環(huán)流反應(yīng)器。加氫后的液化油在低溫分離器V5冷卻后去常壓蒸餾單元U2，經(jīng)過(guò)常壓蒸餾分別得到汽油餾份、柴油餾份。汽油餾份去重整單元重整，再經(jīng)過(guò)調(diào)配得到合格的汽油產(chǎn)品。柴油餾份去加氫裂化單元，經(jīng)過(guò)加氫裂化得到十六烷值符合要求的柴油產(chǎn)品。
發(fā)明這種逆流反應(yīng)器和環(huán)流反應(yīng)器以及在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝的目的在于，煤漿與氫氣在第一段逆流反應(yīng)器中反應(yīng)產(chǎn)生的輕質(zhì)煤液化產(chǎn)品很快離開(kāi)反應(yīng)器，而比較難以液化的部分繼續(xù)進(jìn)入環(huán)流反應(yīng)器，進(jìn)行較充分、長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)。這樣既可以避免輕質(zhì)液化油的二次分解，減少氣體產(chǎn)率和氫氣消耗；同時(shí)又可以使煤液化反應(yīng)充分完全地進(jìn)行。最大程度地提高煤液化油收率。
煤液化過(guò)程中煤中的氧加氫生成水的反應(yīng)主要在第一段反應(yīng)器(逆流反應(yīng)器)中進(jìn)行，生成的水經(jīng)過(guò)第一高溫分離器后，很快離開(kāi)煤液化反應(yīng)系統(tǒng)，這樣進(jìn)入在線加氫反應(yīng)器R3的物料中水的含量大大減少，煤液化在線反應(yīng)器中的在線加氫催化劑的工作氣氛得到根本性地改善，從而使在線加氫反應(yīng)器能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。得到的溶劑有很好的供氫性能，液化油有一個(gè)比較穩(wěn)定的組成。
下面介紹本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例1一種年輕煙煤在逆流反應(yīng)器和環(huán)流反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝中的液化結(jié)果。
表1是一種中國(guó)年輕煙煤在兩個(gè)鼓泡床串聯(lián)的反應(yīng)器的傳統(tǒng)煤液化工藝中和本發(fā)明工藝中的液化結(jié)果。
表1一種中國(guó)煙煤在本發(fā)明工藝和傳統(tǒng)液化工藝的液化結(jié)果

實(shí)施例2一種褐煤在逆流反應(yīng)器、環(huán)流反應(yīng)器和溶劑在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝中的液化結(jié)果。
表2一種中國(guó)褐煤本發(fā)明工藝和傳統(tǒng)液化工藝的液化結(jié)果

對(duì)說(shuō)明書(shū)附圖
的說(shuō)明如下V1煤漿制備罐；P1高壓煤漿泵；F1煤漿預(yù)熱器；C0、C1、C2氫氣壓縮機(jī)；F2、F3氫氣預(yù)熱器；R1逆流反應(yīng)器、L1冷卻器；V2第一高溫分離器；R2環(huán)流反應(yīng)器；L2冷卻器；V3第二高溫分離器；Val2減壓閥；U1減壓閃蒸單元；P2閃蒸油泵；R3在線加氫反應(yīng)器；V4中溫分離器；P3循環(huán)溶劑泵；V5低溫分離器；U2常壓蒸餾單元
權(quán)利要求
1.一種將逆流反應(yīng)器、環(huán)流反應(yīng)器和煤液化油(含循環(huán)溶劑)在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，第一逆流反應(yīng)器可以是鼓泡床反應(yīng)器，也可以是環(huán)流反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，第一逆流反應(yīng)器帶有液面控制系統(tǒng)保證該反應(yīng)器具備煤加氫反應(yīng)的功能外還具有分離器的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，第一逆流反應(yīng)器所具有的分離空間可以占整個(gè)反應(yīng)器的10～90％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，第一逆流反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物中含有較多的酚類產(chǎn)品，酚類產(chǎn)品的回收作為該工藝的一個(gè)組成部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，從第一反應(yīng)器分離出來(lái)的液化油，不進(jìn)入第二反應(yīng)器而直接進(jìn)入在線加氫反應(yīng)器，。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，第二反應(yīng)器為環(huán)流反應(yīng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，用中溫分離器將加氫后循環(huán)溶劑分離出來(lái)，不用進(jìn)液化油分餾塔進(jìn)行分餾。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，在線溶劑加氫反應(yīng)器可以是固定床加氫反應(yīng)器也可以是流化床加氫反應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤直接液化工藝，有兩個(gè)循環(huán)氫回路，第一循環(huán)回路以第一反應(yīng)器為中心，氫濃度較低，第二循環(huán)回路以第二反應(yīng)器和在線加氫反應(yīng)器為中心，氫濃度較高，新氫進(jìn)第二循環(huán)回路。使第二反應(yīng)器的氫分壓提高到85～90％。
全文摘要
一種將逆流反應(yīng)器、環(huán)流反應(yīng)器和煤液化油(含循環(huán)溶劑)在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接液化工藝，屬于煤炭化學(xué)加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是逆流、環(huán)流和溶劑在線加氫反應(yīng)器串聯(lián)的煤直接加氫液化工藝，即中國(guó)煤直接液化工藝(ChinaDirect Coal Liquefaction Process，簡(jiǎn)稱為CDCL工藝)。本發(fā)明的內(nèi)容在于將逆流反應(yīng)器和環(huán)流反應(yīng)器串聯(lián)用于煤加氫液化工藝同時(shí)將溶劑加氫和液化油穩(wěn)定加氫串聯(lián)到煤加氫液化中。在比較緩和的逆流反應(yīng)器中，生成的油直接進(jìn)入在線加氫反應(yīng)器。比較難于液化的煤和重質(zhì)液化油進(jìn)入環(huán)流反應(yīng)器。油收率高。
文檔編號(hào)C10G1/00GK1438294SQ0310267
公開(kāi)日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者史士東, 舒歌平, 李克健, 金嘉璐 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)研究所