[发明专利]一种煤直接液化循环溶剂的制备系统及方法

说明书

本发明提供了一种煤直接液化循环溶剂的制备系统及方法，包括：进料单元，用以存储和输送煤直接液化油和氢气；进料预热器，其与进料单元相连，用以对煤直接液化油和氢气进行预热；反应器，用于作为煤直接液化油加氢反应过程中的反应腔室；微界面发生器，分别与进料预热器和反应器连接，用于在加氢反应之前，将所述氢气破碎成微米级气泡，以增大加氢反应过程中所述氢气与所述煤直接液化油之间的相界传质面积，提高相界的传质效率。本发明提供的煤直接液化循环溶剂的制备系统及方法，使得煤分子受热分解生成的不稳定自由基“碎片”与氢气的微米级气泡充分反应形成稳定的饱和自由基，从而达到提高煤直接液化过程中系统供氢性能的效果。

技术领域

本发明涉及煤直接液化技术领域，具体而言，涉及一种煤直接液化循环溶剂的制备系统及方法。

背景技术

煤直接液化是煤在高温、高压、临氢、溶剂和催化剂存在下，热解加氢生成液态产品的工艺过程。在煤直接液化过程中，溶剂起了十分重要的作用：溶剂与煤配成煤浆，便于煤的输送和加压；能够溶解煤、防止煤热解产生的自由基碎片缩聚，从而提高煤液化油收率；能够溶解气相氢，使氢分子向煤或催化剂表面扩散；能够向自由基碎片直接供氢或传递氢。因此煤直接液化溶剂既要对煤热解的自由基碎片有较强的溶解能力，同时也具备良好的供氢能力。溶剂直接向自由基碎片的供氢是煤液化过程中溶剂的特殊功能，研究发现部分氢化的多环芳烃(如四氢萘、二氢菲、二氢蒽、四氢蒽等)具有很强的供氢性能。在目前实现长周期连续运转的煤直接液化工艺中，溶剂来自煤直接液化工艺本身，即煤直接液化油经过加氢稳定制得，并在煤直接液化过程中循环使用，也称作循环溶剂。

根据煤加氢液化反应机理中的自由基理论，在煤加氢液化过程中，氢不能直接与煤分子反应使煤裂解，而是与煤分子本身受热分解生成不稳定的自由基“碎片”发生反应，若有足够的氢存在，自由基就能得到饱和而稳定下来，如果供氢不足，则自由基之间会相互结合转变为不溶性的焦。

因此提高煤直接液化过程中系统供氢性能，能够促进煤的转化，增加煤液化油收率，同时还有利于煤浆的制备和输送等。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种煤直接液化循环溶剂的制备系统及方法，旨在达到提高煤直接液化过程中系统供氢性能的效果。

本发明提出了一种煤直接液化循环溶剂的制备系统，包括：

进料单元，用以存储和输送煤直接液化油和氢气；

进料预热器，其与进料单元相连，用以对煤直接液化油进行预热；

反应器，用于作为煤直接液化油加氢反应过程的反应腔室；

微界面发生器，设置在所述进料预热器和反应器之间，并且分别与所述进料单元和所述进料预热器相连,用于在煤直接液化油与氢气反应之前，将所述氢气破碎成微米级气泡，以增大加氢反应过程中所述氢气与所述煤直接液化油之间的相界传质面积，同时减小了液膜厚度，降低了传质阻力，从而强化所述煤直接液化油与氢气间的反应效率。

进一步地，上述煤直接液化循环溶剂的制备系统中，所述微界面发生器选自气动式微界面发生器、液动式微界面发生器以及气液联动式微界面发生器中的一种或几种。

进一步地，上述煤直接液化循环溶剂的制备系统中，所述进料单元包括：

液相进料单元，用以存储和运输煤直接液化油；

气体进料管道，用以运输氢气。

进一步地，上述煤直接液化循环溶剂的制备系统中，所述液相进料单元包括：

液体原料罐，用以存储煤直接液化油；

进料泵，其与所述液体原料罐、进料预热器相连，用以将煤直接液化油运输至进料预热器内部。