一种煤直接液化的智能控制强化系统技术方案

一种煤直接液化的智能控制强化系统，属于化工技术领域，其通过在反应器中设置微界面发生器来对氢气进行打碎，用以增加氢气与油煤浆的相间面积，从而提高氢气的反应效率；通过加装传感器和控制器，实现对反应器内温度和压强的精准控制，对降低装置物料损耗和提高安全性具有重要意义；通过在反应器后加装循环单元，对催化剂进行回收和再次利用，进一步节约了物料的损耗；相较于传统煤直接液化反应，本实用新型专利技术通过在反应器内加装微界面发生器，加装智能控制单元，大大提高了产物收率。

【技术实现步骤摘要】
一种煤直接液化的智能控制强化系统
本技术涉及煤制油
，尤其涉及一种煤直接液化的智能控制强化系统。
技术介绍
通常用于煤液化油催化加氢的工艺主要是固定床加氢工艺。固定床反应器特别适于处理较轻和较干净的物料，如石脑油、中间馏分油等。固定床反应器的特点是操作比较平稳、控制也较容易。由于煤液化油较重且含较多机械杂质，催化反应条件会比较苛刻，同时高氮原料会加速催化剂的失活，催化剂使用周期变短，使产品性质不稳定，并且催化剂床层压降较高。为使产品达标，采用固定床加氢工艺时需要在反应器系统增加较复杂的设计从而导致建设成本和操作成本均相应增加。中国专利申请CN02109674.0公开了一种串级式沸腾床渣油加氢方法及设备，在一个两段以上的串级沸腾床反应器内使用多种催化剂组合的方式进行渣油加氢反应。沸腾床反应器内设有带浮阀结构的进料分布板和由导流构件、挡流构件、气液隔离板和破沫器构成的三相分离部件。该工艺反应器内使用了大量内构件，一方面造成结构复杂、设备成本高，并且导致反应器规模增大、操作不稳定；另一反面由于减小了反应器的有效体积，导致反应的效率变差，同时反应压强较高，整体装置安全性较差。
技术实现思路
为此，本技术提供了一种煤直接液化的智能控制强化系统，用以解决煤直接液化反应效率低的问题。本技术设计了一种煤直接液化的智能控制强化系统，包括：油煤浆配制单元，用于将煤粉和溶剂混合制成油煤浆；反应器，与所述油煤浆配制单元相连，作为油煤浆与氢气反应的场所；微界面发生器，其设置在所述应器内部，与氢气进气管道相连，在进行加氢液化反应时使来自进气管道的氢气气泡破碎形成直径大于等于1μm、小于1mm的微米级气泡，用以增大油煤浆与氢气间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，以在预设操作条件范围内强化煤浆与氢气间的传质效率和反应效率；循环单元，其与所述反应器的物料出口相连，用以对反应器排出的物料进行初步分离和循环处理；分离单元，其与所述循环单元相连，用于对来自循环单元的气相和液相物料进行分离；智能控制单元，其包括传感器、控制器和云处理器，传感器将采集的电信号传输给云处理器，云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制办法后对控制器发出相对应的命令，实现最优控制功能。进一步地，所述反应器设有进水口和出水口，用以调节反应管道内的温度。进一步地，所述反应器的底部设置至少一个所述微界面发生器。进一步地，所述油煤浆配制单元包括：油煤浆配制装置，用以将煤粉、溶剂和催化剂混合制成油煤浆；升压泵，设置在连接所述油煤浆配制装置与所述反应器的管道上，用以对油煤浆进行升压；加热炉，设置在连接所述油煤浆配制装置与所述反应器的管道上，用以对升压后的油煤浆进行加热。进一步地，所述循环单元包括热高压分离器和鼓风机：所述热高压分离器用于将来自所述反应器的反应物料分离成气相和液相；所述鼓风机用于将所述热高压分离器分离得到的催化剂送回所述油煤浆配制装置中。进一步地，所述热高压分离器内设有从其底部向上延伸的第一挡板和第二挡板，两个挡板将所述热高压分离器分为三部分，包括第一部分，中间部分和第二部分；所述中间部分顶部通过管道与所述反应器的物料出口相连，用以回收来自反应器的催化剂，中间部分底部通过管道与所述油煤浆配制装置相连，用以将沉淀的催化剂输送回油煤浆配制装置中；所述第一部分和所述第二部分的底部通过管道与所述热低压分离器相连，用以将物料输送到所述分离单元中；所述热高压分离器的顶部还设有气相出口管道，可以将气体排放至所述冷高压分离器中。进一步地，所述分离单元包括：冷高压分离器、热低压分离器、冷低压分离器；冷高压分离器，用于对来自所述热高压分离器并经冷却后的气相物料进行分离，并将分离出的液相减压后送去所述冷低压分离器，分离出的气相作为循环氢返回氢气进气管道；热低压分离器，用于对来自所述热高压分离器并经减压后的部分液相物料进行分离，并将分离出的液相残渣送去下游装置，分离出的气相冷却后送入所述冷低压分离器；冷低压分离器，用于对来自所述冷高压分离器和所述热低压分离器的物料进行分离，以分离出产品油。进一步地，所述传感器包括：至少一个温度传感器，其设置在所述反应器内部，用以监测反应温度；至少一个第一压力传感器，其设置在所述反应器内部，用以监测反应压力；至少一个第二压力传感器，其设置在所述热高压分离器中，用以监测沉积到热高压分离器中间部分的催化剂的重量。进一步地，所述控制器包括：第一控制器，其设置在所述升压泵上，用以控制升压泵的电机转速，从而控制管道内物料的流动情况；第二控制器，其设置在所述加热炉上，用以控制加热炉的加热温度；第三控制器，其设置在所述反应器的进水口上，用以控制进水口阀门的打开和闭合；第一控制阀，其设置在所述反应器进气管道上，用以控制进入反应器的进气量；第二控制阀，其设置在所述循环单元的催化剂运输管道上，用以控制管道阀门的打开和闭合。与现有技术相比，本技术的有益效果在于，本技术在反应器内设有微界面发生器，氢气在微界面发生器中被打碎成为微米级别的小气泡，这些微气泡具有附加压力，它们之间彼此碰撞时不容易相互聚并，因此相对于未打碎前的氢气具有更大的相间面积，从而使得这些微气泡更容易与油煤浆混合形成气液乳化物，增加煤液化加氢反应时的产物收率。尤其，微界面发生器可以将排入的氢气打碎成微气泡使得气压大大降低，从而降低了所述沸腾床反应器中的反应压力，节约了能耗，使得整个反应装置更安全。进一步地，在整个反应系统中设有智能控制单元，工作人员可以通过移动设备随时了解由传感器传回的各个数据的实时情况，并可通过改变预设值实现对整个反应器内温度和压强的精确控制，进一步提高了反应效率。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例的控制流程图。具体实施方式为了使技术的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本技术作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。下面参照附图来描述本技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本技术的技术原理，并非在限制本技术的保护范围。需要说明的是，在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，还需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤直接液化的智能控制强化系统，包括：/n油煤浆配制单元，用于将煤粉和溶剂混合制成油煤浆；/n反应器，与所述油煤浆配制单元相连，作为油煤浆与氢气反应的场所；/n循环单元，其与所述反应器的物料出口相连，用以对反应器排出的物料进行初步分离和循环处理；/n分离单元，其与所述循环单元相连，用于对来自循环单元的气相和液相物料进行分离；/n其特征在于；/n微界面发生器，其设置在所述反应器内部，与氢气进气管道相连，在进行加氢液化反应时使来自进气管道的氢气气泡破碎形成直径大于等于1μm、小于1mm的微米级气泡，用以增大油煤浆与氢气间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，以在预设操作条件范围内强化煤浆与氢气间的传质效率和反应效率；/n智能控制单元，其包括传感器、控制器和云处理器，传感器将采集的电信号传输给云处理器，云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制办法后对控制器发出相对应的命令，用以实现最优控制功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤直接液化的智能控制强化系统，包括：
油煤浆配制单元，用于将煤粉和溶剂混合制成油煤浆；
反应器，与所述油煤浆配制单元相连，作为油煤浆与氢气反应的场所；
循环单元，其与所述反应器的物料出口相连，用以对反应器排出的物料进行初步分离和循环处理；
分离单元，其与所述循环单元相连，用于对来自循环单元的气相和液相物料进行分离；
其特征在于；
微界面发生器，其设置在所述反应器内部，与氢气进气管道相连，在进行加氢液化反应时使来自进气管道的氢气气泡破碎形成直径大于等于1μm、小于1mm的微米级气泡，用以增大油煤浆与氢气间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，以在预设操作条件范围内强化煤浆与氢气间的传质效率和反应效率；
智能控制单元，其包括传感器、控制器和云处理器，传感器将采集的电信号传输给云处理器，云处理器根据传感器传回的反应参数在云数据库进行筛选对比，筛选出最佳控制办法后对控制器发出相对应的命令，用以实现最优控制功能。


2.根据权利要求1所述的煤直接液化的智能控制强化系统，其特征在于，所述反应器设有进水口和出水口，用以调节反应管道内的温度。


3.根据权利要求1所述的煤直接液化的智能控制强化系统，其特征在于，所述反应器底部设置至少一个所述微界面发生器。


4.根据权利要求1所述的煤直接液化的智能控制强化系统，其特征在于，所述油煤浆配制单元包括：
油煤浆配制装置，用以将煤粉、溶剂和催化剂混合制成油煤浆；
升压泵，设置在连接所述油煤浆配制装置与所述反应器的管道上，用以对油煤浆进行升压；
加热炉，设置在连接所述油煤浆配制装置与所述反应器的管道上，用以对升压后的油煤浆进行加热。


5.根据权利要求1所述的煤直接液化的智能控制强化系统，其特征在于，所述循环单元包括热高压分离器和鼓风机：
所述热高压分离器用于将来自所述反应器的反应物料分离成气相和液相；
所述鼓风机用于将所述热高压分离器分离得到的催化剂送回所述油煤浆配制装置中。


6.根据权利要求5所述的煤直接液化的智能控制强化系统，其特征在于，所述分离单元包括：冷高压分离器、热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，李大鹏，周政，门存贵，张锋，李磊，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32