[发明专利]煤炭液化残渣的连续焦化方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤炭液化残渣的连续焦化方法和设备。

背景技术

随着地球石油资源的日益短缺，煤炭作为另一种地球蕴藏量丰富的能源资源，亦日益受到人们的重视。采用煤炭液化工艺能将煤炭转化成液态燃料、化工原料和产品，能有效舒缓石油危机。而煤炭液化过程中产生的液化残渣是一种高炭、高灰的副产物，其一般含有40～50％固体物质，主要是未转化的煤、煤中矿物质、催化剂等，另含有约20％的重质油，其余为沥青烯和前沥青烯。煤炭液化产生的液化残渣的量很大，约占原料煤炭的20～40％，因此，如何高效利用该些煤炭液化残渣对提高煤炭液化工艺的经济性和环境保护有着重要的意义。

目前，煤炭液化残渣的利用途径主要有气化、燃烧和焦化等传统方式。根据煤炭液化残渣的组成和性质，将煤炭液化残渣进行焦化是一条优选的加工途径，即先对煤炭液化残渣通过干馏进一步转化成可蒸馏油、气体和焦炭，产生的重质油可以用作循环溶剂配煤浆，产生的气体可用作燃料气或用于制氢，焦炭则可用于气化炉气化或废热炉燃烧，提高了产品的附加值。

当前，关于煤炭液化残渣直接焦化的研究较少，没有可供借鉴的、较为成熟的技术经验。20世纪80年代，德国的Pyrosol煤直接液化工艺利用旋转焦化炉将减压残渣连续加氢焦化，但属于低温焦化，油产率较低。美国Exxon公司采用灵活焦化法干馏液化残渣，灵活焦化就是利用自身产生的焦粉作为热载体的流化床焦化工艺，其焦化油产率为5％～10％(对原料煤)，但其工艺复杂，投资高，目前在石油渣油加工中有一定的应用。国内煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院利用40kg炼焦试验装置初步探讨了用室式炼焦炉进行液化残渣直接炼焦的可能性，但这套装置是高温间歇操作，油收率不高。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种工艺流程简单、操作方便、焦化时间较短、能连续运作的煤炭液化残渣的连续焦化方法。

本发明的第二个目的在于提供一种实现上述方法的煤炭液化残渣的连续焦化设备。

为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：

煤炭液化残渣的连续焦化方法，是使热态的煤炭液化残渣连续进入一真空的、高温的焦化炉中，并翻滚通过该焦化炉，从而收集从该焦化炉分离出的油气和焦炭；其中，焦化炉的相对真空度不大于-50Kpa，温度不少于450℃。

作为优选，上述煤炭液化残渣进入焦化炉前应处于其软化温度范围内，即煤炭液化残渣的温度为120℃～180℃。

作为优选，上所述焦化炉内的相对真空度为-98KPa～-50Kpa。

作为优选，上述焦化炉内的温度为450℃～500℃。

作为优选，上述煤炭液化残渣通过焦化炉的时间(即焦化时间)为10～30分钟。

为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：

煤炭液化残渣的连续焦化设备，包括一焦化炉，所述焦化炉具有进料口、气相出口和焦炭出口；焦化炉外壁设有加热及保温层，及其内设有搅混推进装置；所述进料口通过管线与原料输入装置连接；所述气相出口和焦炭出口分别通过管线与一真空发生装置连接。

为使缩短煤炭液化残渣通过焦化炉的时间及减少其在通过焦化炉的过程中粘附于炉内壁及搅混推进装置的粘附量，上述搅混推进装置采用差速双螺旋杆输送装置。

作为优选，上述气相出口与真空发生装置之间的管线上设有一油气分离装置。该油气分离装置能将焦化过程中产生的油气分离成重质油和气体。该重质油可用作煤直接液化工艺中的循环溶剂配煤浆；该气体可用于制氢。

作为优选，上述焦炭出口处连接一焦炭缓存罐，所述真空发生装置通过压力平衡管与该焦炭缓存罐连接。

进一步，上述焦炭缓存罐与真空发生装置之间的压力平衡管上接入一氮气储存罐。

作为优选，上述气相出口处设有刮刀机构。该刮刀机构能有效防止气相出口结焦现象的发生。

为防止液化残渣在进料时被油气带出焦化炉，焦化炉内对应进料口的位置设有挡板。

本发明通过采用上述技术方案，具有工艺流程简单、操作方便、易于放大和提高焦化油产率等优点，可以直接作为煤炭液化工艺的后续处理工序，从而提高整个煤炭液化工艺的效益。本发明亦适用于煤焦油、渣油等油煤浆的焦化和固液分离。

附图说明

图1是本发明所述连续焦化设备的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视结构示意图。

图中：