一种固体化石燃料流化制轻质油系统的制作方法

本技术属于固体化石燃料流化热解制轻质油，涉及一种固体化石燃料流化制轻质油系统，尤其涉及一种粉煤电热、流化制轻质油系统。

背景技术：

1、轻质油指原油蒸馏时分离出的具有一定馏程(沸点范围)的组分，如液化气、汽油、煤油、柴油等馏分。目前国内煤制油的技术，只能生产较重质的油，而且回收系统庞大，耗水量大，污染严重。国外虽然具有更加复杂的技术，但是也没有直接生产轻质油的技术。

2、现有的煤炭或重油生产轻质油都采用加氢法，而这种方法的成本高。另外，生产处于高温高压下，设备多，工艺复杂，投资较大。

3、能源与环境问题已经日益成为国际社会关注的焦点，煤炭仍然是目前全世界最主要的一次能源，如何更科学地开发和利用煤炭是世界各国都在积极思考的问题。传统的煤化工技术都是“高温破坏性”的碳-化学技术，以生产合成气或甲烷为主，这造成煤炭中大量高附加值化学品的巨大流失，同时环境的破坏也日趋严重。如何顺应煤炭形成自然规律，以更加温和、高效、清洁的方式开发利用煤炭资源，是摆在人们面前一个十分重要的问题。

4、随着人们生活水平提高和工业的快速发展，对汽柴油等轻质油品的需求越来越大，在一定时期内出现供不应求的局面，同时油价也在不断上涨，增加了人们生产和生活的负担。所以，急需扩大原料的供应量、生产更多的高品质油品。

5、而且虽然我国煤炭储量居世界首位，有比较丰富的煤焦油来源，而煤焦油中含有较多洗油、蒽油以及其它重芳烃物质，但由于这些油品中硫氮含量高，难于单独加工生产油品。

6、因此，如何找到一种更加适宜的生产系统，将煤炭这种固体化石燃料转化成轻质油，解决上述存在的问题，已成为业内诸多一线研究人员广为关注的焦点之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种固体化石燃料流化制轻质油系统，尤其是一种粉煤电热、流化制轻质油系统。本实用新型提供的流化热解制轻质油系统，具有效率较高、工艺简单并符合环保要求等诸多优势，可用于粉煤等含油固体燃料直接生产轻质油，更加适于工业化生产的推广和应用。

2、本实用新型提供了一种固体化石燃料流化制轻质油系统，包括进料系统；

3、与所述进料系统相连接的流化床反应器系统；

4、与所述流化床反应器系统相连接的气提装置；

5、与所述气提装置的进气口相连接的煤气加热炉；

6、与所述气提装置的固相出料口相连接的固体排放系统；

7、与所述流化床反应器系统相连接的含油煤气分离回收系统；

8、所述固体排放系统包括半焦立管和半焦输送装置。

9、优选的，所述进料系统包括原料贮罐和输送装置；

10、所述原料储罐的出口与所述输送装置的进口相连接；

11、所述输送装置的出口与所述流化床反应器系统的流化床反应器的原料进口相连接。

12、优选的，所述流化床反应器的原料进口设置在流化床反应器的下部；

13、所述流化床反应器包括循环流化床反应器；

14、所述流化床反应器的侧壁内设置有电加热辅助系统；

15、所述半焦立管的进口与气提装置的固相出料口相连接，出口与半焦输送装置相连接。

16、优选的，所述流化床反应器系统包括流化床反应器、回流器i、回流器ii和旋风除尘器；

17、所述流化床反应器的下部为密相流化床区域，上部为稀相流化床区域；

18、所述流化床反应器顶部的混合气出口与所述回流器i的进口相连接。

19、优选的，所述回流器i的气相出口与所述回流器ii的进口相连接；

20、所述回流器ii的气相出口与所述旋风除尘器的进口相连接；

21、所述回流器i的固相出口通过管路与所述流化床反应器相连通。

22、优选的，所述回流器ii的固相出口通过管路与所述流化床反应器相连通；

23、所述旋风除尘器的固相出口通过管路与所述流化床反应器相连通；

24、所述回流器i的固相出口连通的管路的出口端、所述回流器ii的固相出口连通的管路的出口端和所述旋风除尘器的固相出口连通的管路的出口端中一个或多个设置在流化床反应器的密相流化床区域。

25、优选的，所述旋风除尘器的干馏气出口与所述含油煤气分离回收系统相连接；

26、所述含油煤气分离回收系统的分离后油泥出口与所述流化床反应器相连接；

27、所述分离后油泥出口通过油泥管路与流化床反应器密相流化床区域相连接；

28、所述含油煤气分离回收系统的分离后的煤气出口与煤气加热炉的煤气进口相连接。

29、优选的，所述煤气加热炉通过热煤气出气管路与所述气提装置的进气口相连接；

30、所述气提装置包括主气流管路以及设置在主气流管路周围的分气流通路。

31、优选的，所述热煤气出气管路的出口端前设置有分气装置，通过分气装置后与气提装置的主气流管路和分气流通路相连接；

32、所述热煤气出气管路通过分气装置后，与分气流通路相连接的出口包括一个或多个；

33、所述多个与分气流通路相连接的出口围绕主气流管路周围均匀设置。

34、优选的，所述主气流管路的出口通过气体分布板与流化床反应器的流化气进气口相连通，所述分气流通路与流化床反应器的流化气进气口相连通；

35、与所述主气流管路相连通的流化气进气口的面积占流化气进气口总面积的60％～80％；

36、所述分气流通路顶部的分气流出口为气提后的气相出口，底部为气提后的固相出料口，与固体排放系统相连接。

37、本实用新型还提供了气提装置在固体化石燃料流化制轻质油系统中的应用；

38、所述气提装置为煤气和半焦的气提装置；

39、所述流化制轻质油系统中包括流化床反应器；

40、所述气提装置的气体出口与所述流化床反应器的流化气进气口相连通。

41、优选的，所述固体化石燃料包括含油固体化石燃料；

42、所述气提装置具体为煤气与半焦进行传质和/或传热的气提装置；

43、所述气提装置的上部设置有主气流出口和分气流出口；

44、所述气提装置的进气口与煤气加热装置的热煤气出气管路相连接。

45、优选的，所述主气流出口与所述流化气进气口相连通；

46、所述主气流出口通过气体分布板与所述流化气进气口相连通；

47、所述分气流出口与所述流化气进气口相连通；

48、所述分气流的管路用于进行煤气与半焦的气提过程；

49、所述煤气加热装置的热煤气出气管路上设置有分气装置，通过分气装置后与气提装置的主气流进口和分气流进口相连接。

50、本实用新型还提供了一种固体化石燃料流化热解制轻质油工艺，包括以下步骤：

51、1)将加热后的煤气，一部分向上输送与下落的半焦经过气提后，送入流化床反应器中，另一部分向上直接送入流化床反应器中，与固体化石燃料接触后，进行流化热解反应后，得到含油混合气；

52、2)将上述步骤得到的含油混合气经过第一次回流后的含油混合气，再经过第二次回流后，然后将第二次回流后的含油混合气进行旋风除尘后，得到含油煤气；

53、3)将上述步骤得到的含油煤气进行分离后，得到轻质油。

54、优选的，所述加热后的煤气的温度为500～550℃；

55、所述一部分加热煤气与另一部分加热煤气的体积比为(2～5)：1；

56、所述气提的时间为2～5分钟；

57、所述加热后的煤气为流化热解反应的气体热载体；

58、所述固体化石燃料包括粉煤、油砂和油页岩中的一种或多种；

59、所述固体化石燃料的粒度小于等于3mm；

60、所述流化热解反应的温度为470～490℃；

61、所述流化热解反应的时间小于等于10分钟。

62、优选的，所述第一次回流后的固相产物、所述第二次回流后的固相产物和所述旋风除尘后的固相产物中的一种或多种，返回至流化床反应器的密相流化床区域进行循环；

63、所述分离的方式包括分馏；

64、所述分离后，得到煤气和轻质油；

65、所述煤气中的一部分作为步骤1)中的煤气原料；

66、所述轻质油包括汽油和/柴油；

67、所述分离后还得到油泥；

68、所述油泥回送至流化床反应器的密相流化床区域进行循环。

69、本实用新型提供了一种固体化石燃料流化制轻质油系统，包括进料系统；与所述进料系统相连接的流化床反应器系统；与所述流化床反应器系统相连接的气提装置；与所述气提装置的进气口相连接的煤气加热炉；与所述气提装置的固相出料口相连接的固体排放系统；与所述流化床反应器系统相连接的含油煤气分离回收系统；所述固体排放系统包括半焦立管和半焦输送装置。与现有技术相比，本实用新型研究认为，煤炭直接液化是在高温高压下，借助于供氢溶剂和催化剂，使氢元素进入煤及衍生物的分子结构，从而将煤转化为液体燃料或化工原料，这是具有优势的先进的洁净煤利用的研究方向。

70、基于此，本实用新型特别提供了一套具有特定结构和连接关系的固体化石燃料流化制轻质油系统。本实用新型所设计的粉煤电热、流化制轻质油系统，由于采用带有电加热炉、回流器和旋风除尘器的回流循环流化床反应器，使进入反应器的粉煤在流化床中充分流化加热，形成热煤气供热，使粉煤快速升温，在470～490℃进行干馏，并通过粉煤本身活性无机物的催化作用，释放出含油的煤气导出炉外，经旋风除尘器直接送到回收系统，分离出汽、柴油等组分；而且本实用新型所采用独特的粉煤电热、流化制轻质油系统和成熟工艺的组合式设计，具有适应性广，可调性大，技术性高，集成创新的特点，便利工业推广，它可适用于多种不同的含油固体原料，日处理量根据生产需要可小可大，所产生的含油煤气，可通过回收系统直接分离出汽、柴油和煤气，半焦可与发电厂配套使用，作为先提油后发电的低成本的发电原料，而且无废水，符合环保要求。该系统中还包括回收系统，采用集成创新系统，旋风除尘器顶部导出的含油煤气直接进入回收系统，分离出汽、柴油产品。半焦可作产品或作发电厂的原料，油泥回炼增加轻质油和煤气收率，所有产品和废液都能得到合理利用，解决了环保问题，又增加了经济效益。

71、本实用新型还提供了相应的生产工艺，先将物料用耐压螺旋输送机送入反应器，然后物料经电加热炉加热后的热煤气送入反应器，反应器中的物料经高温煤气流化、传热后。迅速升温达到热解温度470～490℃，完成热解、催化裂解反应，得到轻质油的煤气。当系统正常运行后，将回收系统分离出的油泥输送到反应器下部热解段(高度方向上在粉煤入口处附近)，进行油泥回炼，提高轻质油和煤气产率。热解产物经反应器顶部出口进入回收系统。本实用新型提供的粉煤电热、流化制轻质油原始创新工艺，创造性的采用电加热煤气产生无污染的气体热载体，去掉固体燃烧器，解决了燃烧固体燃料而产生的废气、废渣，符合环保要求；而且集成创新了催化裂化生产轻质油的工艺过程，使其应用于粉煤电热、流化制轻质油生产中，更有利于该工艺扩大规模推广应用。

72、本实用新型将小于3mm粒度的粉煤，用耐压螺旋输送机将原料送入反应器内，反应器下部与分布板、电加热炉管道相连通，热煤气送入反应器加热粉煤实现快速升温，快速干馏(反应温度470～490℃，反应时间小于10分钟)，快速产出轻质油。本实用新型提供的工艺系统简单，无污水，符合环保要求，该工艺还适用于其它含油固体燃料的炼油工业。