[发明专利]双阶段区域-划定的热解设备

权利要求书

1.一种用于将含烃材料连续转化为可冷凝的、不可冷凝的和固体的烃产物的设备，所述设备包括：

至少一个挤出机工具，其能提供剪切力和热量并且具有三个或更多个处理区域，

连续过程热窑反应器，所述挤出机和所述窑反应器以流体连通，

用于输送含烃材料通过设备的、并且在所述挤出机和所述窑反应器之间的工具，

用于将所述含烃材料进料至设备的工具，

用于加热所述含烃材料的工具，

用于从所述设备中除去蒸气产物的工具，

用于从所述设备中除去固体产物的工具，

由此所述含烃材料在各区域内保持一系列限定的温度和停留时间的工具，和

用于旋转所述热窑反应器的工具，

其中，所述至少一个挤出机具有至少三个区域，包括用于压缩和使所述含烃材料脱水的区域，用于熔融所述含烃材料以将它们从固体转化为液体的区域，和用于使所述含烃材料混合、去稳定和脱卤的区域，由此所述含烃材料经历多个限定的温度范围和停留时间，

其中，所述窑反应器包括至少两个区域，包括用于进一步去稳定和脱卤的区域，和用于热解和用于使经热解的含烃材料脱挥发的区域，由此将所述含烃材料转化为能够被进一步处理以生产可冷凝的和不可冷凝的产物的蒸气产物以及固体烃产物，和

其中，所述设备共包括转化含烃材料所需的完全热力学和动力学环境。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述挤出机工具包括多个螺杆和桶结构，其限定了用于进料的区域、用于压缩和脱水以从所述含烃材料中除去空气和水分的区域、用于熔融所述含烃材料以将它们从固体转化为液体的区域以及用于使所述含烃材料混合、去稳定和脱卤的区域。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备的全部或一部分相对于水平以约-20°至约+20°的角度倾斜。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述设备的全部或一部分相对于水平以约+2°至约+6°的角度倾斜。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述设备的全部或一部分相对于水平以约-2°至约-6°的角度倾斜。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括一系列降压冷凝器，用于冷凝所述蒸气产物以回收液体产物。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括从位于从混合、分子去稳定和杂原子清除区域到随后的热解区域的过渡的点直接回收蜡。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括用于除去和收集固体产物的工具，其中，所述固体产物为炭。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括用于除去和收集氢卤酸的工具。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括用于引入净化气体的工具。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括用于将液体含烃材料进料至设备的单独的工具。

12.一种用于转化含烃材料以生产可用的蒸气产物和固体产物的热解方法，所述方法包括：

提供至少一个挤出机和连续过程热窑反应器，所述挤出机具有通过所述设备用于输送所述含烃材料的工具，能提供剪切力和热量并且具有三个或更多个处理区域，所述连续过程热窑反应器具有与所述挤出机以流体连通的用于加热所述含烃材料的工具，

将所述含烃材料进料至在所述挤出机中的压缩区域，以从所述含烃材料中除去夹带的空气和水分，

熔融所述含烃材料，

混合所述熔融的含烃材料，以形成熔融的混合物，并使所述熔融的混合物经历分子去稳定、脱卤、脱硫和杂原子清除，

使所述熔融的混合物进料至所述窑，

使所述熔融的混合物经历进一步分子去稳定、脱卤、脱硫和杂原子清除，

使所述熔融的混合物经历热解，以将含烃材料转化为蒸气产物和固体产物，和

回收所述蒸气产物和所述固体产物，

其中，所述方法包括转化含烃材料所需的完全热力学和动力学环境。

13.根据权利要求12的方法，其中，将所述含烃材料与细碎的基于矿物质的添加剂一起进料至所述设备中，所述添加剂选自一种或多种熔融相杂原子清除剂，所述杂原子清除剂选自由碱金属、碱土金属、过渡金属、后过渡金属和类金属以及它们的混合物组成的组。