[实用新型]一种煤直接液化的强化反应系统

说明书

本实用新型提供了一种煤直接液化的强化反应系统，包括：进料单元，用以制备煤浆，并对煤浆和氢气进行输送；液化反应单元，其与所述进料单元连接，用于将液化过程中氢气气泡破碎成直径为微米级别的微气泡，并作为所述煤浆与所述氢气进行液化反应的场所，同时对所述液化反应产物进行分离和蒸馏；加氢反应单元，其与所述液化反应单元连接，用以将加氢反应中氢气破碎成直径为微米级别的所述微气泡，并作为所述加氢反应的场所。本实用新型提供的煤直接液化的强化反应系统，解决了现有技术中由于氢气无法与煤浆充分反应，导致的煤直接液化过程中反应效率低下的问题。

技术领域

本实用新型涉及煤直接液化的技术领域，具体而言，涉及一种煤直接液化的强化反应系统。

背景技术

煤直接液化技术是指煤在高温、高压、临氢、溶剂和催化剂的作用下，通过加氢直接转化生成液体产品和少量气体产品的工艺过程。煤直接液化工艺过程通常包括四个主要部分：油煤浆制备、煤加氢液化反应、固液分离和产品提质加工利用。煤经破碎干燥磨成煤粉，与溶剂、催化剂一起配制成适合输送和传热的油煤浆，油煤浆经升压和预热后输送至煤加氢液化反应器，在高温高压的条件下煤发生热解和加氢反应生成液态的产品，将反应生成的液化油与沥青类物质、未反应煤、催化剂和灰分进行分离，回收溶剂，得到煤液化粗油，再将煤液化粗油进行提质加工生产目标产品，依据产品的方案不同可生产汽油、柴油、航空煤浆、特种油品及化工原料等。

当前影响煤直接液化实现产业化的主要影响包括建设投资成本高、煤的液化转化率和油收率低，其中油收率低是最为关键因素，其直接影响着煤直接液化装置的经济效益和市场竞争力。由于煤直接液化工艺条件相对较为苛刻，煤液化反应温度较高，煤直接液化反应过程主要包括热解和加氢，不可避免造成目标产物的二次裂解，导致目标产品油收率降低，副产品气体产率高，同时也增加了氢耗，成本上升；另外，在煤液化反应过程中，煤种的活性组组分首先发生转化，难以转化的组分则需要更为苛刻条件，而煤直接液化反应过程是一个平行串联反应体系，这也导致在第二反应器或反应的后半程，循环溶剂的供氢能力下降，氢分压降低，反应苛刻度反而降低，这不利于提高煤的液化转化率和油收率。当前在绝大部分煤直接液化反工艺中煤直接液化反应过程是一个平行串联反应体系，因而均有以上类似的问题。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出了一种煤直接液化的强化反应系统及方法，旨在解决现有的乳化床反应器在煤直接液化工艺中氢气无法与煤浆充分反应，从而导致煤液化反应效率降低的问题。

本实用新型提出了一种煤直接液化的强化反应系统，包括：

进料单元，用以制备煤浆，并对煤浆和氢气进行输送；

液化反应单元，其与所述进料单元连接，用于将液化过程中氢气气泡破碎成直径为微米级别的微气泡，并作为所述煤浆与所述氢气进行液化反应的场所，同时对所述液化反应产物进行分离和蒸馏；

加氢反应单元，其与所述液化反应单元连接，用以将加氢反应中氢气破碎成直径为微米级别的所述微气泡，并作为所述加氢反应的场所。

进一步地，上述煤直接液化的强化反应系统中，所述液化反应单元包括：第一微界面发生器、第一反应器、分离器以及蒸馏塔；其中，

所述第一微界面发生器设置在所述第一反应器内部，用以将气体的压力能转化为氢气气泡的表面能使氢气气泡破碎成直径为微米级别的微气泡；

所述第一反应器与所述进料单元相连，用以作为所述煤浆与所述氢气进行液化反应的场所；

所述分离器与所述第一反应器相连，用以对所述液化反应的产物进行分离；

所述蒸馏液塔与所述分离器相连，用于对经所述分离器分离的液化产物进行蒸馏，以得到轻质馏分和馏出油。

进一步地，上述煤直接液化的强化反应系统中，所述第一微界面发生器微气动式微界面发生器。