专利名称：褐煤热溶催化液化产物的分离方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明属于煤炭化学加工技术领域，具体涉及一种褐煤热溶催化液化产物的分离方法和设备。
背景技术：
煤炭液化是用煤为原料、以液体烃类为主要产品的技术，分为“直接液化”和“间接液化”两大类(1)煤的直接液化是煤在相当高的温度和压力下，催化加氢裂化生成液体烃类及少量气体烃，并脱除煤中氮、氧和硫等杂原子的转化过程；( 煤的间接液化是以煤气化制备的合成气(CCHH2)为原料，在一定的温度和压力下，催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺。一般认为，在煤加氢液化过程中，氢不能直接与煤分子反应使煤热解，而是煤分子本身先受热分解生成不稳定的自由基裂解“碎片”，此时，若有足够的氢存在，则自由基就能得到饱和而稳定下来。中国专利ZL20071003M^. 4公开的一种用褐煤制取液体燃料的热溶催化方法，其特点在于使得自由基稳定下来的氢的来源不是来自传统技术的气态氢气， 而主要是溶剂中部分氢化的多环芳烃在加热过程中释放出来的活泼氢以及合成气发生变换反应时生成的活泼氢。该方法操作条件温和，能够使褐煤中的有机质转化率达到较高的水平；且制备设备简单、投资少、成本低，是一种适合我国国情的煤液化方法。上述褐煤热溶催化方法是将经过粉碎干燥后的煤粉(粒度80 200目，水分 2 % 5 % )、自身生成的循环溶剂和催化剂按比例充分搅拌混合制成煤浆，送入热溶催化反应器，在该方法的液化条件下进行热溶催化反应，从反应器出来的产品主要有气体、H20、 溶剂油、液化油、未转化的煤、煤中矿物质和催化剂，为气、液、固三相混合物。目前，传统的固液分离工艺技术主要有过滤、临界溶剂萃取和减压蒸馏等，但该些固液分离工艺技术存在着设备庞大、速度慢、液化油总收率低等缺点。
发明内容
本发明的第一个目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种褐煤热溶催化液化产物的分离方法，该方法能够增加气、液、固三相分离效果，加快分离速度，增大生产能力， 提高液化油总收率，降低能耗，可以直接作为热溶催化液化工艺的后序处理程序，从而提高整个煤液化工艺的效益。本发明的第二个目的在于提供一种实现上述方法的一种褐煤热溶催化液化产物的分离设备。为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案褐煤热溶催化液化产物的分离方法，所述分离方法包括将褐煤热溶催化液化产物通过高温分离器分离出第一气相和第一固液相；将第一气相经减压和冷却处理后通过轻油分离器分离出第二气相和第一液相；将第二气相经低温冷却处理后通过气油分离器分离出闪蒸气和第二液相；
将第二液相通过倾析器分离出废水和轻油；将第一液相经冷却处理后得中油；将第一固液相经减压处理后通过中压分离器分离出第三气相和第二固液相；将第三气相经冷却处理后通过中油分离器分离出闪蒸气和中油；将第二固液相经减压处理后通过减压分离器分离出第四气相和第三固液相；将第四气相经冷凝处理后通过重油分离器分离出不凝气和重油；将第三固液相经焦化装置处理得到焦化气和焦化油。 进一步，将部分第二固液相经副线通入焦化装置以调节进入焦化装置的物料中的液相和固相的重量比。所述进入焦化装置的物料中的液相和固相的优选重量比约为1 1。为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案褐煤热溶催化液化产物的分离设备，包括高温分离器，通过管路与褐煤热溶催化反应器连接；轻油分离器，通过管路与高温分离器的气相出口连接，所述管路上设有高温分离冷却器；气油分离器，通过管路与轻油分离器的气相出口连接，所述管路上设有低温冷却器；倾析器，通过管路与气油分离器的液相出口连接；轻油贮罐，通过管路与倾析器的油相出口连接；中油贮罐，通过管路与轻油分离器的液相出口连接，所述管路上设有中油冷却器 中压分离器，通过管路与高温分离器的固液相出口连接，所述管路上设有减压阀；中油分离器，通过管路与中压分离器的气相出口连接，所述管路上设有中油冷却器二，所述中油分离器的液相出口通过管路与中油贮罐连接；减压分离器，通过管路与中压分离器的固液相出口连接；重油分离器，通过管路与减压分离器的气相出口连接，所述管路上设有重油冷却器，所述与重油分离器的气相出口的管路上设有减分真空泵；重油贮罐，通过管路与重油分离器的液相出口连接，所述管路上设有减分重油泵； 及 焦化装置，通过管路与减压分离器的固液相出口连接。进一步，还包括一超压收集罐，通过管路接入高温分离器固液相出口和减压阀之间的管路中。进一步，所述中压分离器通过两条并联的管路与高温分离器的固液相出口连接。作为优选，所述焦化装置为减压焦化装置，包括一焦化炉，通过管路与减压分离器的固液相出口连接；一焦油分离器，通过管路与焦化炉的气相出口连接，所述管路上设有焦油冷却器，所述与焦油分离器气相出口连接的管路上设有焦化真空泵；一焦化油贮罐，通过管路与焦油分离器的液相出口连接，所述管路上设有焦化油泵。该减压焦化装置能拔出液化残渣中的油，进一步提高液化油总收率。作为优选，所述中压分离器的固液相出口与焦化装置之间设有副线，以调节进入焦化装置的油和渣的重量比。通过本发明，能增加褐煤热溶催化液化产品的气、液、固三相分离效果，加快分离速度，增大生产能力，提高液化油总收率，降低能耗，可以直接作为热溶催化液化工艺的后序处理程序，从而提高整个煤液化工艺的效益。同时操作工艺简易、安全稳定，设备国产化程度高、投资少、成本低。
图1是本发明所述分离设备的结构示意图。图中Sl高温分离器；S2轻油分离器；S3气油分离器；S4中压分离器；S5中油分离器； S6减压分离器；S7重油分离器；S8焦油分离器；Vl超压收集罐；V2轻油贮罐；V3倾析器；V4 中油贮罐；V5重油贮罐；V6焦化油贮罐；El高温分离冷却器；E2低温冷却器；E3中油冷却器一 ；E4中油冷却器二 ；E5重油冷却器；E6焦油冷却器；Pl减分真空泵；P2减分重油泵；P3 焦化真空泵；P4焦化油泵；Rl焦化炉。现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
具体实施例方式如图1所示，本发明所述的褐煤热溶催化液化产物的分离设备，主要包括高温分离器Si，通过管路与褐煤热溶催化反应器连接；轻油分离器S2，通过管路与高温分离器Sl 的气相出口连接，所述管路上设有高温分离冷却器El ；气油分离器S3，通过管路与轻油分离器S2的气相出口连接，所述管路上设有低温冷却器E2 ；倾析器V3，通过管路与气油分离器S3的液相出口连接；V2轻油贮罐，通过管路与倾析器V3的油相出口连接；中油贮罐V4， 通过管路与轻油分离器S2的液相出口连接，所述管路上设有中油冷却器一 E3 ；中压分离器 S4，通过两条并联的管路与高温分离器Sl的固液相出口连接，每条管路上设有超耐磨减压阀；超压收集罐VI，通过管路接入高温分离器固液相出口和减压阀之间的管路中；中油分离器S5，通过管路与中压分离器S4的气相出口连接，所述管路上设有中油冷却器二 E4，所述中油分离器S5的液相出口通过管路与中油贮罐连接；减压分离器S6，通过管路与中压分离器S4的固液相出口连接；重油分离器S7，通过管路与减压分离器S6的气相出口连接，所述管路上设有重油冷却器E5，所述与重油分离器S7的气相出口的管路上设有减分真空泵 Pl ；重油贮罐V5，通过管路与重油分离器S7的液相出口连接，所述管路上设有减分重油泵 P2 ；及减压焦化装置。该减压焦化装置包括一焦化炉R1，通过管路与减压分离器S6的固液相出口连接；一焦油分离器S8，通过管路与焦化炉Rl的气相出口连接，所述管路上设有焦油冷却器E6，所述与焦油分离器气相出口连接的管路上设有焦化真空泵P3 ；—焦化油贮罐V6，通过管路与焦油分离器S8的液相出口连接，所述管路上设有焦化油泵P4。中压分离器S4的固液相出口与焦化装置之间设有副线。上述高温分离器Si、超压收集罐VI、高温分离冷却器E1、轻油分离器S2、低温冷却器E2、气油分离器S3、倾析器V3和轻油贮罐V2组成轻油分离系统。上述高温分离器Si、超压收集罐VI、中压分离器S4、中油冷却器一 E3、中油冷却器二 E4、中油分离器S5和中油贮罐V4组成中油分离系统。上述高温分离器Si、超压收集罐VI、中压分离器S4、减压分离器S6、重油冷却器E5、重油分离器S7、减分重油泵Pl和重油贮罐V5组成重油分离系统。上述高温分离器Si、超压收集罐VI、中压分离器S4、减压分离器S6、焦化炉R1、焦油冷却器E6、 焦油分离器S8、焦化油泵P4和焦化油贮罐V6组成焦化油分离系统。上述分离设备的操作工艺流程如下从热溶催化液化反应器出来的物料为气、液、固的混合物，直接进入高温分离器 Si。在高温分离器Sl中，物料中的气与液和固相分离并自高温分离器的顶部流出。高温分离器顶部出来的气相经减压阀减压到0. 后进入高温分离冷却器El冷却至200°C。 自高温分离冷却器El出来的气液两相进入轻油分离器S2进行气液分离。从轻油分离器S2 顶部出来的气体(含C0、H2、(X)2等)、轻油和水的气相部分经低温冷却器E2冷却至50°C后进入气油分离器S3进行气液分离。从气油分离器S3上部出来的闪蒸气进入燃料气系统， 液相部分经倾析器V3分离出废水后油相送轻油贮罐V2 ；废水送除油器进行处理。从轻油分离器S2出来的液相部分经中油冷却器一 E3冷却至50°C后进入中油贮罐V4。从高温分离器Sl底部出来的液固相经减压阀由8ΜΙ^减压至0. 35ΜΙ^后进入中压分离器S4进行分离。从中压分离器S4出来的气相组分经中油冷却器二 Ε4冷却至50°C进入中油分离器S5进行分离。从中油分离器S5出来的闪蒸气进入燃料气系统，液相进入中油贮罐V4。从中压分离器S4出来的固液相减压至0. OSMPa后进入减压分离器S6进行分离，减压分离器的真空度(_0.06MPa)依靠减分真空泵Pl来保证。。从减压分离器S6出来的气相部分经重油冷却器E5将油冷凝至60°C后进入重油分离器S7进行分离。从重油分离器出来的不凝气由减分真空泵Pl泵入燃料系统；从重油分离器S7出来的液相部分由减分重油泵P2送重油贮罐V5。在中压分离器分离过程中，利用从高温分离器携带出的热量使得更多的油分离出来，降低了能耗；并通过减压可以获得更多的中油，以此减轻减压分离器的负荷，加快了分离速度，增大了生产能力并提高了液化油收率，中油可作为溶剂循环。在高温分离器Sl到中压分离器S4之间，减压阀之前设置副线，当高温分离器Sl 出口固液相之后的设备、管线出现不正常工况，导致管路堵塞、液相管路工况不能保证时， 需开启副线，使高温分离器Sl出口固液相到超压收集罐VI。超压收集罐应保持约一半的液位，以保证超压排放到超压收集罐的热油品能迅速冷却至安全温度，不会造成危险。来自减压分离器S6的固液相(油渣)进入焦化炉Rl进行焦化反应，焦化过程在一定的真空度下进行，操作温度约500°C 550°C。从焦化炉中出来的气相进入S8焦油分离器，油品经焦化油泵P4送到焦化油贮罐V6。焦化炉的真空度由焦化真空泵P3来保证，抽出的气体进入燃料气系统。需对从减压分离器S6进入到焦化炉Rl的物料控制可通过中压分离器S4到焦化炉Rl之间设置副线，来保证进入焦化炉的油和渣的重量比大约维持在 1 1这一良好进料条件。从焦化炉Rl出来的固相放入接收罐，用叉车送出界区。从高温分离器底部出来的固液相的固体含量较高，对减压阀极易磨损，故在此采用超耐磨减压阀并设置两条并联管路，当一组减压阀出现磨损时则启用另一组减压阀。
权利要求
1.褐煤热溶催化液化产物的分离方法，其特征在于，将褐煤热溶催化液化产物通过高温分离器分离出第一气相和第一固液相； 将第一气相经减压和冷却处理后通过轻油分离器分离出第二气相和第一液相； 将第二气相经低温冷却处理后通过气油分离器分离出闪蒸气和第二液相； 将第二液相通过倾析器分离出废水和轻油； 将第一液相经冷却处理后得中油；将第一固液相经减压处理后通过中压分离器分离出第三气相和第二固液相； 将第三气相经冷却处理后通过中油分离器分离出闪蒸气和中油； 将第二固液相经减压处理后通过减压分离器分离出第四气相和第三固液相； 将第四气相经冷凝处理后通过重油分离器分离出不凝气和重油； 将第三固液相经焦化装置处理得到焦化气和焦化油。
2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，将部分第二固液相经副线通入焦化装置以调节进入焦化装置的物料中的液相和固相的重量比。
3.根据权利要求2所述的分离方法，其特征在于，所述进入焦化装置的物料中的液相和固相的重量比约为1 1。
4.褐煤热溶催化液化产物的分离设备，其特征在于，包括高温分离器，通过管路与褐煤热溶催化反应器连接；轻油分离器，通过管路与高温分离器的气相出口连接，所述管路上设有高温分离冷却器；气油分离器，通过管路与轻油分离器的气相出口连接，所述管路上设有低温冷却器； 倾析器，通过管路与气油分离器的液相出口连接； 轻油贮罐，通过管路与倾析器的油相出口连接；中油贮罐，通过管路与轻油分离器的液相出口连接，所述管路上设有中油冷却器一； 中压分离器，通过管路与高温分离器的固液相出口连接，所述管路上设有减压阀； 中油分离器，通过管路与中压分离器的气相出口连接，所述管路上设有中油冷却器二， 所述中油分离器的液相出口通过管路与中油贮罐连接；减压分离器，通过管路与中压分离器的固液相出口连接；重油分离器，通过管路与减压分离器的气相出口连接，所述管路上设有重油冷却器，所述与重油分离器的气相出口的管路上设有减分真空泵；重油贮罐，通过管路与重油分离器的液相出口连接，所述管路上设有减分重油泵；及焦化装置，通过管路与减压分离器的固液相出口连接。
5.根据权利要求4所述的分离设备，其特征在于，还包括一超压收集罐，通过管路接入高温分离器固液相出口和减压阀之间的管路中。
6.根据权利要求4所述的分离设备，其特征在于，所述中压分离器通过两条并联的管路与高温分离器的固液相出口连接。
7.根据权利要求4所述的分离设备，其特征在于，所述焦化装置为减压焦化装置，包括一焦化炉，通过管路与减压分离器的固液相出口连接；一焦油分离器，通过管路与焦化炉的气相出口连接，所述管路上设有焦油冷却器，所述与焦油分离器气相出口连接的管路上设有焦化真空泵；一焦化油贮罐，通过管路与焦油分离器的液相出口连接，所述管路上设有焦化油泵。
8.根据权利要求4所述的分离设备，其特征在于，所述中压分离器的固液相出口与焦化装置之间设有副线。
全文摘要
本发明公开了一种褐煤热溶催化液化产物的分离方法。所述方法是利用轻油分离系统、中油分离系统、重油分离系统和焦化油分离系统来处理褐煤热熔催化液化产物，其中高温分离器、中压分离器和减压分离器是主要的分离设备。通过本发明，能增加褐煤热溶催化液化产品的气、液、固三相分离效果，加快分离速度，增大生产能力，提高液化油总收率，降低能耗，可以直接作为热溶催化液化工艺的后序处理程序，从而提高整个煤液化工艺的效益。同时操作工艺简易、安全稳定，设备国产化程度高、投资少、成本低。
文档编号C10G55/00GK102212388SQ201010144328
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者吴克, 吴春来, 张治林, 段占庭, 沙颖逊, 盖彩虹, 陈翀, 顾菁 申请人:肇庆市顺鑫煤化工科技有限公司