油煤浆裂解气化反应装置的制作方法

本申请涉及油煤浆加工技术领域，尤其涉及一种油煤浆裂解气化反应装置。

背景技术：

重油和/或煤炭(焦炭)热解和/或气化可生成重要的有机化工原料，可替代部分石油资源。

现有技术中的重油热裂化反应装置主要采用延迟焦化等方法生产。煤炭热解一般采用流化床、回转炉、直立炉、捣固炉等技术生产热解气、焦油、焦炭或半焦产品；重油气化一般采用重油气化炉技术生产合成气。但是各种技术相对单一，较少考虑到气化和热解的热量耦合。

因此，有必要提出一种油煤浆裂解气化反应装置，以能解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施方式提供了一种能充分利用气化热量，提高原料综合利用率的油煤浆裂解气化反应装置。

为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：一种油煤浆裂解气化反应装置，包括：裂解器，所述裂解器用于供油煤浆发生裂解和/或气化反应，以能生成第一气体；急冷塔，所述急冷塔的顶部设置有第一输入端和第二输入端，所述急冷塔的底部设置有第一输出端；所述第一输入端与所述裂解器相连通，所述第二输入端用于供外部重油输入；所述急冷塔用于使外部重油在所述第一气体的温度下发生裂解反应；分离装置，所述分离装置的底部设置有第三输入端和第二输出端，所述第三输入端与所述第一输出端相连通；所述分离装置用于使所述裂解反应所生成的生成物和所述第一气体进行气液分离，并得到液相流体和第一气相流体；减压塔，所述减压塔上设置有第四输入端，所述第四输入端与所述第二输出端相连通；所述减压塔用于使所述液相流体进行组分分离，并得到轻油和剩余流体。

作为一种优选的实施方式，所述分离装置的顶部设置有第五输入端，所述减压塔的顶部设置有第三输出端，所述第五输入端与所述第三输出端相连通，以使部分所述轻油能流入所述分离装置内，以能对所述分离装置内的所述第一气相流体进行组分分离，并得到第一油品和第二气相流体；且所述第一油品能与所述液相流体进行混合，以使所述减压塔能对所述第一油品进行组分分离。

作为一种优选的实施方式，其还包括：电捕油器，所述电捕油器具有第六输入端和第四输出端，所述分离装置的顶部设置有第五输出端，所述第六输入端与所述第五输出端相连通，所述第四输出端与所述第二输出端相连通；所述电捕油器用于使所述第二气相流体进行组分分离，并得到第二油品和第三气相流体，且所述第二油品能与所述液相流体进行混合，以使所述减压塔能对所述第二油品进行组分分离。

作为一种优选的实施方式，其包括：第一导管，所述第一导管的一端与所述第三输出端相连通；所述第一导管的另一端用于与外部的加氢裂化装置相连接，所述第一导管用于使部分所述轻油能输入所述加氢裂化装置内。

作为一种优选的实施方式，其包括：第二导管，所述第二导管的一端与所述第三输出端相连通；所述第二导管的另一端与所述第五输入端相连通，所述第二导管用于使部分所述轻油能输入所述分离装置内。

作为一种优选的实施方式，其包括：净化塔，所述净化塔上设置有第七输入端，所述电捕油器还具有第六输出端，所述第六输入端与所述第七输入端相连通，所述净化塔用于对所述第三气相流体进行净化。

作为一种优选的实施方式，其包括：原料罐，所述原料罐的一端与所述裂解器相连通，所述减压塔上还设置有第七输出端，所述第七输出端与所述原料罐的另一端相连通，以使所述剩余流体能输入所述原料罐内。

作为一种优选的实施方式，其包括：加热器，所述加热器的一端与所述第四输出端和所述第二输出端相连通，所述加热器的另一端与所述第四输入端相连通，所述加热器用于将所述第一油品、所述第二油品以及所述液相流体加热至所述减压塔减压所需的温度。

借由以上的技术方案，本申请实施方式所述的油煤浆裂解气化反应装置通过设置裂解器、急冷塔、分离装置、减压塔；使得当油煤浆在裂解器内发生裂解和/或气化反应，并生成第一气体后，能通过第二输入端向急冷塔内输入外部重油；以使得外部重油能在在该第一气体的温度下发生裂解反应。如此能利用油煤浆裂解和/或气化反应所产生的第一气体的能量进行裂解反应。因此提高了原料的综合利用率。然后，在分离装置内使裂解反应所生成的生成物和第一气体进行气固分离，并得到液相流体和第一气相流体。最后，在使液相流体进行组分分离，并得到轻油和剩余流体。由此获得了价值较高的轻油。正如上述所述，外部重油在裂解时所使用的能量利用的是油煤浆裂解和/或气化反应所产生的第一气体的能量。因此提高了原料的综合利用率。因此，本申请实施方式提供了一种能充分利用气化热量，提高原料综合利用率的油煤浆裂解气化反应装置。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置的结构示意图；

图2为本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应方法的流程图。

附图标记说明：

11、裂解器；13、急冷塔；15、分离装置；17、减压塔；19、电捕油器；21、第一导管；23、第二导管；25、净化塔；29、原料罐；31、第一输入端；33、第二输入端；35、第三输入端；37、第四输入端；39、第五输入端；41、第六输入端；43、第七输入端；45、第一输出端；47、第二输出端；49、第三输出端；51、第四输出端；53、第五输出端；55、第六输出端；57、第七输出端。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

请参阅图1，本实施方式所提供的一种油煤浆裂解气化反应装置，包括：裂解器11、急冷塔13、分离装置15、减压塔17。

本申请实施方式所述的油煤浆裂解气化反应装置通过设置裂解器11、急冷塔13、分离装置15、减压塔17；使得当油煤浆在裂解器11内发生裂解和/或气化反应，并生成第一气体后，能通过第二输入端33向急冷塔13内输入外部重油；以使得外部重油能在在该第一气体的温度下发生裂解反应。如此能利用油煤浆裂解和/或气化反应所产生的第一气体的能量进行裂解反应。因此提高了原料的综合利用率。然后，在分离装置15内使裂解反应所生成的生成物和第一气体进行气液分离，并得到液相流体和第一气相流体。最后，在使液相流体进行组分分离，并得到轻油和剩余流体。由此获得了价值较高的轻油。正如上述所述，外部重油在裂解时所使用的能量利用的是油煤浆裂解和/或气化反应所产生的第一气体的能量。因此提高了原料的综合利用率。

如图1所示，在本实施方式中，裂解器11用于供油煤浆发生裂解和/或气化反应，以能生成第一气体。该油煤浆可以是焦粉和/或煤粉和/或废有机粉的一种和/或几种与重油相混合的混合物。具体地，例如该油煤浆可以是焦粉与重油相混合的混合物。或者，该油煤浆是煤粉与重油相混合的混合物。或者，该油煤浆是废有机粉与重油相混合的混合物。或者，该油煤浆是煤粉、焦粉以及重油相混合的混合物。对此本申请不做规定。进一步地，油煤浆可以在裂解器11内发生裂解反应。或者，油煤浆也可以在裂解器11内发生气化反应。或者，油煤浆既可以在裂解器11内发生裂解反应，又可以在裂解器11内发生气化反应。对此本申请不做固定。更进一步地，当油煤浆在裂解器11内发生裂解反应时，该第一气体即为油煤浆裂解所产生的气体。例如，该第一气体为重油发生临氢热裂所产生的干气。或者该第一气体为煤炭热解所生成的热解气。当油煤浆在裂解器11内发生气化反应时，该第一气体即为油煤浆气化所产生的气体。例如，该第一气体为重油气化所产生的液化气。或者该第一气体为煤炭气化所生成的液化气。

具体地，裂解器11整体上呈中空的筒状。该中空部分形成供油煤浆发生裂解和/或气化反应的第一空腔。裂解器11的顶壁上设置有第一出口。该第一出口与该第一空腔相连通。从而第一气体能通过该第一出口流出该裂解器11的内部。进一步地，该裂解器11的底壁上设置有第二出口。该第二出口与该第一空腔连通。从而油煤浆裂解和/或气化反应后生成的固定残渣能通过该第二出口流出该裂解器11的内部。进一步地，该裂解器11的第一出口口处设置有旋风分离器。该旋风分离器用于使得裂解器内的固体随第一气体从裂解器内携带出，从而使得该固体中未反应的物质进入急冷塔13内继续发生气化反应。该裂解器11可以采用现有的构造，对此本申请不作规定。

在本实施方式中，急冷塔13整体上呈中空的筒状。该中空部分形成供外部重油发生裂解反应的第二空腔。急冷塔13的顶部设置有与该第二空腔相连通的第一输入端31和第二输入端33。例如如图1所示，第一输入端31位于急冷塔13顶部的左侧。第二输入端33位于急冷塔13顶部的右侧。该第一输入端31与裂解器11相连通。具体地，该第一输入端31与第一出口相连通，从而能使裂解器11内所产生的第一气体能进入该急冷塔13内。第二输入端33用于供外部重油输入。急冷塔13的底部设置有第一输出端45。从而当外部重油从第二输入端33进入急冷塔13内后自上而下流动时，能与从第一输入端31进入急冷塔13内的第一气体并流换热，从而使得外部重油能在第一气体的温度下发生裂解反应。具体地，急冷塔13可以用于使全部的外部重油在第一气体的温度下发生裂解反应。当然，急冷塔13不限于使全部的外部重油在第一气体的温度下发生裂解反应。还可以是只有部分的外部重油能在第一气体的温度下发生裂解反应。对此本申请不作规定。进一步地，急冷塔13可以采用现有的构造，对此本申请不作规定。

在本实施方式中，分离装置15整体上呈中空的筒状。该中空部分形成供裂解反应所生成的生成物和第一气体进行气液分离的第三空腔。分离装置15的底部设置有第三输入端35和第二输出端47。该第三输入端35与第一输出端45相连通。从而急冷塔13内外部重油裂解反应所生成的生成物和第一气体能进入第三空腔内。进一步地，当只有部分外部重油在第一气体的温度下发生裂解时，也即急冷塔13内部还存在未反应的外部重油时，该未反应的外部重油也能通过该第三输入端35进入分离装置15的第三空腔内。

进一步地，分离装置15用于使裂解反应所生成的生成物和第一气体进行气液分离，并得到液相流体和第一气相流体。该液相流体内含有固体。具体地，由于第三输入端35设置于分离装置15的底部，所以裂解反应所生成的生成物中的含有固体的液态流体以及未反应的外部重油在重力的作用下沉积在分离装置15的底部，形成含有固体的液相流体。而裂解反应所生成的生成物中的气态流体和第一气体能向上流动，从而与含有固体的液相流体相分离，并形成第一气相流体。进一步地，该分离装置15可以采用现有的构造，对此本申请不作规定。

在本实施方式中，减压塔17上设置有第四输入端37。具体地如图1所示，减压塔17中部的侧壁上设置有第四输入端37。该第四输入端37与第二输出端47相连通。从而能使分离装置15内的液相流体能进入该减压塔17内。该减压塔17用于使含有固体的液相流体进行组分分离，并得到轻油和含有固体的剩余流体。具体地，含有固体的液相流体内包含有未发生裂解反应的重油、以及发生裂解反应后的生成物，该发生裂解反应后的生成物具有固体和液体。由于发生裂解反应的重油能生成轻油，所以通过减压塔17对含有固体的液相流体的组分分离，能将轻油与其他的液相流体分开。以能将液相流体分离成轻油和含有固体的剩余流体。具体地，减压塔17的分离原理是减压塔17在低压下(几个千帕)操作，各组分的相对挥发度较同样温度的常压条件下大为提高。该减压塔17的目的是在尽量避免油料发生分解反应的条件下，尽可能提高馏分油的拔出率，也即在较低温度下提高常压塔底油的初馏点。从而通过减压塔17的作用，能使轻油从液相流体中分离出来。该减压塔17可以采用现有的构造，对此本申请不作规定。

进一步地，分离装置15的顶部设置有第五输入端39。例如如图1所示，分离装置15顶部右侧设置有第五输入端39。减压塔17的顶部设置有第三输出端49。该第五输入端39与第三输出端49相连通。从而部分轻油能流入分离装置15内、具体地，减压塔17内蜡油以上部分的轻油能通过第三输出端49进入分离装置15内。由于相似相溶原理，该部分轻油能对分离装置15内的第一气相流体进行组分分离，并得到第一油品和第二气相流体；且第一油品能与液相流体进行混合，以使减压塔17能对第一油品进行组分分离。也即由于相似相溶原理，进入分离装置15内的轻油能作为吸收剂，吸收分离装置15内第一气相流体中的第一油品，也即第一气相流体经过组分分离后得到第一油品和第二气相流体。进一步地，在分离装置15内的经过组分分离后得到第一油品能向下流动与液相流体进行混合，并随液相流体进入减压塔17内，以使减压塔17能对该第一油品进行组分分离。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置还包括：电捕油器19。该电捕油器19是指利用高压直流电场的作用分离焦油雾滴和煤气的焦炉煤气初冷设备。该电捕油器19可以采用现有的构造，对此本申请不作规定。电捕油器19具有第六输入端41和第四输出端51。具体地，如图1所示，该电捕油器19的左侧侧壁上设置有第六输入端41。该电捕油器19的底壁上设置有第四输出端51。分离装置15的顶部设置有第五输出端53。具体地，如图1所示，该第五输出端53位于第五输入端39的上方。该第六输入端41与第五输出端53相连通。从而分离装置15内经过组分分离后得到的第二气相流体能通过该第六输入端41进入电捕油器19内。电捕油器19用于使第二气相流体进行组分分离，并得到第二油品和第三气相流体。第四输出端51与第二输出端47相连通，以使第二油品能向下流动并与液相流体进行混合，且随液相流体进入减压塔17内，以使减压塔17能对该第二油品进行组分分离。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置还包括：第一导管21。该第一导管21的一端与第三输出端49相连通。例如如图1所示，该第一导管21的左端与第三输出端49相连通。第一导管21的另一端用于与外部的加氢裂化装置相连接。例如如图1所示，该第一导管21的右端向外敞开，从而该第一导管21的右端能与外部的加氢裂化装置相连。第一导管21用于使部分轻油能输入加氢裂化装置内。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置还包括：第二导管23。例如如图1所示，第二导管23位于第一导管21的上方。第二导管23的一端与第三输出端49相连通。例如如图1所示，该第二导管23的右端与第三输出端49相连通。第二导管23的另一端与第五输入端39相连通。例如如图1所示，该第二导管23的左端与第五输入端39相连通。第二导管23用于使部分轻油能输入分离装置15内。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置还包括：净化塔25。净化塔25上设置有第七输入端43。例如如图1所示，该净化塔25的中部侧壁上设置有该第七输入端43。电捕油器19还具有第六输出端55。例如如图1所示，该电捕油器19的顶部设置有该第六输出端55。第六输入端41与第七输入端43相连通。从而经过电捕油器19组分分离得到的第三气相流体能进入净化塔25内。该净化塔25用于对第三气相流体进行净化。以使净化后的第三气相流体能进入外部的甲醇和/或乙醇的合成装置。具体地，该净化塔25用于使第三气相流体内的硫等杂质从第三气相流体内去除。该净化塔25可以采用现有的装置，对此本申请不作规定。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置还包括：原料罐29。原料罐29的一端与裂解器11相连通。具体地，如图1所示，该原料罐29的右端与裂解器11相连通。减压塔17上还设置有第七输出端57。具体地，减压塔17的底部设置有该第七输出端57。该第七输出端57与原料罐29的另一端相连通。具体地，如图1所示，该第七输出端57与原料罐29的左端相连通。以使剩余流体能输入原料罐29内。由于剩余流体内包含有未发生裂解反应的外部重油以及发生裂解反应的外部重油的去除轻油的生成物，因此当剩余流体加入原料罐29后，能进入裂解器11内，从而使未发生裂解反应的外部重油进行裂解和气化。如此提高原料的利用率。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应装置还包括：加热器。加热器的一端与第四输出端51和第二输出端47相连通，加热器的另一端与第四输入端37相连通，加热器用于将第一油品、第二油品以及液相流体加热至减压塔17减压所需的温度。

请参阅图2，本实施方式所提供的一种油煤浆裂解气化反应方法，包括：步骤s11：使油煤浆发生裂解和/或气化反应，以产生第一气体；步骤s13：使外部重油在所述第一气体的温度下发生裂解反应；步骤s15：使所述裂解反应所生成的生成物和所述第一气体进行气固分离，得到液相流体和第一气相流体；步骤s17：使所述液相流体进行组分分离，得到轻油和剩余流体。

本申请实施方式所述的油煤浆裂解气化反应方法首先使油煤浆发生裂解和/或气化反应，并生成第一气体；然后使外部重油在所述第一气体的温度下发生裂解反应。如此能利用油煤浆裂解和/或气化反应所产生的第一气体的能量进行裂解反应由于该裂解器11的第一出口口处设置有旋风分离器。该旋风分离器用于使得裂解器内的固体随第一气体从裂解器内携带出，从而使得该固体中未反应的物质进入急冷塔13内继续发生气化反应。因此提高了原料的综合利用率。接着，使所述裂解反应所生成的生成物和所述第一气体进行气液分离，得到含有固体的液相流体和第一气相流体。最后，使所述含有固体的液相流体进行组分分离，得到轻油和含有固体的剩余流体。由此获得了价值较高的轻油。同时含有固体的所述剩余流体返回原料罐配置油煤浆。正如上述所述，外部重油在裂解时所使用的能量利用的是油煤浆裂解和/或气化反应所产生的第一气体的能量。因此提高了原料的综合利用率。

在本实施方式中，步骤s11：使油煤浆发生裂解和/或气化反应，以产生第一气体。具体地，如图1所示，在裂解器11内使油煤浆发生裂解和/或气化反应，以产生第一气体。该油煤浆可以是焦粉和/或煤粉和/或废有机粉的一种和/或几种与重油相混合的混合物。具体地，例如该油煤浆可以是焦粉与重油相混合的混合物。或者，该油煤浆是煤粉与重油相混合的混合物。或者，该油煤浆是废有机粉与重油相混合的混合物。或者，该油煤浆是煤粉、焦粉以及重油相混合的混合物。对此本申请不做规定。进一步地，油煤浆可以在裂解器11内发生裂解反应。或者，油煤浆也可以在裂解器11内发生气化反应。或者，油煤浆既可以在裂解器11内发生裂解反应，又可以在裂解器11内发生气化反应。对此本申请不做固定。更进一步地，当油煤浆在裂解器11内发生裂解反应时，该第一气体即为油煤浆裂解所产生的气体。例如，该第一气体为重油发生临氢热裂所产生的干气。或者该第一气体为煤炭热解所生成的热解气。当油煤浆在裂解器11内发生气化反应时，该第一气体即为油煤浆气化所产生的气体。例如，该第一气体为重油气化所产生的液化气。或者该第一气体为煤炭气化所生成的液化气。

在本实施方式中，步骤s13：使外部重油在第一气体的温度下发生裂解反应。具体地，如图1所示，该外部重油在急冷塔13内自上而下流动时，能与第一气体并流换热，从而使得外部重油能在第一气体的温度下发生裂解反应。具体地，急冷塔13可以用于使全部的外部重油在第一气体的温度下发生裂解反应。当然，急冷塔13不限于使全部的外部重油在第一气体的温度下发生裂解反应。还可以是只有部分的外部重油能在第一气体的温度下发生裂解反应。对此本申请不作规定。

在本实施方式中，步骤s15：使裂解反应所生成的生成物和第一气体进行气固分离，得到液相流体和第一气相流体。具体地如图1所示，该裂解反应所生成的生成物中的液态流体以及未反应的外部重油在分离装置15内在重力的作用下向下沉积，形成液相流体。而裂解反应所生成的生成物中的气态流体和第一气体能向上流动，从而与液相流体相分离，并形成第一气相流体。

在本实施方式中，步骤s17：使液相流体进行组分分离，得到轻油和剩余流体。具体地，如图1所示，减压塔17在低压下(几个千帕)操作，各组分的相对挥发度较同样温度的常压条件下大为提高。该减压塔17的目的是在尽量避免油料发生分解反应的条件下，尽可能提高馏分油的拔出率，也即在较低温度下提高常压重油中高沸点。从而通过减压塔17的作用，能使轻油从液相流体中分离出来。

进一步地，在步骤s17：使液相流体进行组分分离，得到轻油和剩余流体之前，还包括：

步骤s161：使第一气相流体进行组分分离，得到第一油品和第二气相流体。具体地，减压塔17内蜡油以上部分的轻油能通过第三输出端49进入分离装置15内。由于相似相溶原理，该部分轻油能对分离装置15内的第一气相流体进行组分分离，并得到第一油品和第二气相流体。也即由于相似相溶原理，进入分离装置15内的轻油能作为吸收剂，吸收分离装置15内第一气相流体中的第一油品，也即第一气相流体经过组分分离后得到第一油品和第二气相流体。

步骤s162：使第二气相流体进行组分分离，得到第二油品和第三气相流体。具体地，如图1所示，电捕油器19使第二气相流体进行组分分离，并得到第二油品和第三气相流体。

步骤s163：使第一油品和第二油品与液相流体相混合，以能对该第一油品和该第二油品进行组分分离。具体地，如图1所示，在分离装置15内的经过组分分离后得到第一油品能向下流动，且经过电捕油器19组分分离后得到的第二油品能向下流动，并与液相流体进行混合，且能随液相流体流入减压塔17内，以使减压塔17能对该第一油品和第二油品进行分离。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应方法还包括：

对第三气相流体进行净化。具体地，如图1所示，通过净化塔25对该第三气相流体中的硫杂质进行去除，以使净化后的第三气相流体能进入外部的甲醇和/或乙醇的合成装置。

在一个实施方式中，本申请实施方式的油煤浆裂解气化反应方法还包括：

将所述剩余流体与所述煤浆液进行混合。具体地，如图1所示，使减压塔17内的剩余流体输入原料罐29内。由于剩余流体内包含有未发生裂解反应的外部重油以及发生裂解反应的外部重油的去除轻油的生成物，因此当剩余流体加入原料罐29后，能进入裂解器11内，从而使未发生裂解反应的外部重油进行裂解和气化。如此提高原料的利用率。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。