[发明专利]煤直接液化系统及煤直接液化方法

说明书

本发明提供了一种煤直接液化系统及煤直接液化方法。该煤直接液化系统包括：第一煤液化反应装置、第一分离单元、循环物料输送泵、催化加氢反应单元和第二分离单元，第一煤液化反应装置仅包括壳体，且壳体的内部形成反应腔，第一加料口用于加入催化剂、煤粉和溶剂；第一分离单元设置有待分离物料入口、循环物料出口及待加氢物料出口，循环物料出口与循环液入口通过物料循环管路相连通，待分离物料入口与第一煤液化产物出口相连通；循环物料输送泵设置在物料循环管路上。采用上述煤直接液化系统对油煤浆进行处理有利于提高煤液化反应速率和油收率，大幅降低在煤液化反应装置内部产生结块或结焦的风险，保证设备实现长周期稳定运行，降低建造成本。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种煤直接液化系统及煤直接液化方法。

背景技术

自德国柏吉乌斯(Bergius)发明煤高温高压加氢生产液体燃料技术以来，煤直接液化技术发展已经历了百年历史。高效液化催化剂、固液分离、供氢溶剂、加氢液化反应器和溶剂加工技术等的应用和革新，极大地推动了煤直接液化技术的进步，其可以划分为三个主要创新发展阶段，煤直接液化首次工业应用、石油危机引发的二次创新开发和世界首套百万吨级煤直接液化工业化装置建设及实现商业化运营三个阶段。2010年，世界首套煤百万吨级直接液化装置—神华鄂尔多斯108万t/a煤直接液化工业化装置(DP)成功转入商业化运营，标志着煤直接液化进入工业化发展阶段；因是世界首套百万吨级示范装置，没有成熟经验可供借鉴，也暴露一些问题如关键设备磨损、反应器和加热炉结焦、油收率偏低、煤液化高浓度污水处理困难等，解决此类问题是当前煤直接液化技术面临的重要课题。当前影响煤直接液化实现产业化的主要因素包括建设投资成本高、装置长周期运行、煤的液化转化率和油收率低，其中装置长周期运行及装置油收率是关键因素，直接影响着煤直接液化装置的经济效益和市场竞争力。神华煤直接液化百万吨级示范装置实际运行表明，煤液化反应器结焦结块是影响装置长周期运行的主要因素。

与HTI工艺相同，中国神华煤直接液化工艺也是采用底部带有强制循环的反应器，其是核心设备之一；煤液化反应器底部设置强制循环泵可有效防止固体物的沉积，但反应器内部结构相对较复杂，设置回流杯及中心管，为保证循环泵正常工作，顶部必须有提供气液分离的空间，因而存在气液化分界面，同时可实现轻质物料及时分离，一定程度上避免了目标产物的两次裂化。但神华百万吨级煤直接液化装置实际运行表明由于反应器顶部存在气液分界面易导致反应器顶部发生结块和结焦情况，减小了气液化分离空间，同时结块和结焦物易进入循环杯中，因而影响反应器底部循环泵正常工作，且存在反应器大面积结焦风险，导致煤液化反应器无法实现长周期运转。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤直接液化系统及煤直接液化方法，以解决采用现有的煤液化系统进行煤液化反应过程中存在反应器易产生结焦的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤直接液化系统，煤直接液化系统包括：第一煤液化反应装置、第一分离单元、循环物料输送泵、催化加氢反应单元和第二分离单元。第一煤液化反应装置设置有第一加料口、第一煤液化产物出口和循环液入口，第一煤液化反应装置仅包括壳体，且壳体的内部形成反应腔，第一加料口用于加入催化剂、煤粉和溶剂；第一分离单元设置有待分离物料入口、循环物料出口及待加氢物料出口，循环物料出口与循环液入口通过物料循环管路相连通，待分离物料入口与第一煤液化产物出口相连通；循环物料输送泵设置在物料循环管路上；催化加氢反应单元设置有待加氢物料入口和催化加氢产物出口，待加氢物料入口与待加氢物料出口相连通；第二分离单元设置有催化加氢产物入口，催化加氢产物入口与催化加氢产物出口相连通。

进一步地，煤直接液化系统还包括油煤浆配制装置和油煤浆加热炉。油煤浆配制装置设置有催化剂入口、煤粉入口、溶剂入口和油煤浆出口，油煤浆出口与第一加料口通过油煤浆输送管路相连通；油煤浆加热炉用于对油煤浆输送管路中的物料进行加热。