本发明专利技术涉及处理煤直接液化残渣的系统和方法。本发明专利技术的系统包括：(A)混合器，至少具有萃取溶剂入口、煤直接液化残渣入口以及煤液化残渣萃取混合物出口；(B)微旋流分离单元，至少具有：煤液化残渣萃取混合物入口，连接至煤液化残渣萃取混合物出口；浓缩煤液化残渣底流出口，以及澄清液相混合物出口；(C)过滤器，至少具有：浓缩煤液化残渣底流进口，连接至浓缩煤液化残渣底流出口，滤液出口；以及可选的(D)精密过滤器，至少具有：澄清液相混合物入口，连接至澄清液相混合物出口，精密过滤澄清滤液出口，以及精密过滤截留相出口。本发明专利技术还涉及处理煤直接液化残渣的方法。本发明专利技术的方法和系统可靠性高，分离效率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤直接液化残渣的处理方法，特别是涉及一种对经过充分萃取后的煤直接液化残渣进行固液分离的方法，属于固/液分离
，适于处理真空闪蒸(或减压蒸馏)产生的煤直接液化残渣，其中的微旋流分离也适于处理其它煤直接液化工艺中经过萃取后的溶剂残渣固液体系。具体地说，本专利技术提供了一种微旋流分离器与溶剂抽提法耦合强化处理煤直接液化残渣的方法与系统。
技术介绍
煤炭直接液化技术是在高温、高压下使高浓度煤浆中的煤发生热解，在催化剂作用下进行加氢和进一步分解，转化成清洁的液体燃料(石脑油、柴油等)或化工原料的先进洁净煤技术。煤直接液化工艺可分成三个主要单元。①煤浆制备单元将煤破碎至< 0. 2mm 以下，与溶剂、催化剂一起制成油煤浆(或称“煤糊”)。②煤液化反应单元煤浆中的煤在高温(约450°C )、高压(一般为17 30MPa)下直接加氢，将煤转化成液体产品。③产物分离单元将反应生成的气体、液体产物与残渣分离(主要包括气-液分离、固-液分离)。煤炭在加氢液化后还有一些固体物，它们主要是煤中无机矿物质、催化剂和未转化的煤中惰性成分。在产物分离单元，通常在通过固液分离工艺将固体物与液化油分开，所得的固体物称之为残渣。煤液化工厂产生的液化残渣是一种高碳、高灰和高硫的物质，不同原料煤和不同液化工艺产生的残渣特性不同，在某些工艺中会占到液化原料煤总量的30% 左右，同时不管采用何种工艺，残渣中都会夹带一部分重质液化油。液化残渣的分离与利用直接影响液化工艺的完整性和液化成本，是煤炭高效直接液化工艺必须解决的关键技术问题之一。煤液化残渣的固液分离有以下难点固体颗粒粒度很细，粒度分布从不到1微米到数微米，部分悬浮于残液中，部分呈胶体状态；前浙青烯和浙青烯等高黏物的存在，以及未转化煤在其中的溶胀和胶溶作用都会使黏度很高；两相间的密度差很小。到目前为止， 所采用的固液分离技术主要有真空热抽滤方式和加压热过滤方式的过滤方法、重力沉降分离方法、旋流离心沉降分离方法、蒸馏分离方法、反溶剂法、临界溶剂脱灰等。其中，真空闪蒸(或减压蒸馏)法技术成熟，以基本不含浙青烯的蒸馏油为循环油，煤浆粘度低，加氢反应性能得到改善；采用减压蒸馏进行固液分离后的液化粗油一般不含灰；同时一台闪蒸塔可替代上百台离心过滤机，处理量大增，且不需要繁琐的过滤操作，使设备和操作都大为简化。正因为这些优点，该技术得到了广泛的应用，德国新工艺、美国SRC-II、H-Coal、EDS和中国神华均采用该技术。但是，为使留下的残渣保持一定的流动性，以便泵送，不能让油全部气化，使残渣中液化残渣中含有约一定量的液化粗油及浙青烯和前浙青烯，固体含量控制在50%以下，软化点约160°C，使降低了液体产物的总收率。在残渣利用方面，研究开发中的残渣利用途径主要有溶剂抽提、干馏(焦化)、作为气化制氢的原料、燃烧以及非燃烧利用。燃烧不但浪费资源，还污染环境。液化残渣中的浙青烯类等物质的含量约为残渣量的20%左右，主要由多环的缩合芳烃组成，具有芳香度高，碳含量高，容易聚合或交联的特点，非常适合作为制备碳素材料的原料，是一种非常宝贵而独特的资源。中国专利ZL200510047800. X公开了一种以煤炭直接液化残渣作为原料等离子体制备纳米碳材料的方法。中国专利ZL200610012547. 9公开了一种将煤液化残渣作为道路浙青改性剂的方法。中国专利CN101591819公开了一种利用煤直接液化残渣制备浙青基碳纤维的方法。中国专利CN1015807^公开了一种以煤液化残渣制备中间相浙青的方法。这些方法均是以煤液化残渣的浙青类物质为原料，没有涉及到残渣有机质中的重质油份的利用，而且残渣中浙青类物质的抽提均是以价格昂贵的纯化学试剂为溶剂，成本相对较高。通常的干馏、焦化等热处理方法，能够实现重质油与浙青焦的分离、回收重质液化油的目的。ZL201020003508. 4公开了一种煤炭液化残渣的连续焦化设备。CN101760220A 公开了一种煤炭液化残渣的连续焦化方法和设备。但由于重质液化油中芳烃含量高，芳烃缩合度高，在热处理过程中将发生剧烈的缩聚反映，相当比例的重质油分缩聚为焦炭，因此实际得到的重质油品的比例并不高。难以达到充分、合理、高效的利用煤液化重质液化油的目的。将液化残渣进行气化制氢的方法是一种有效的大规模利用途径，但对残渣中的浙青类物质和重质油的高附加值利用潜力未得到体现，而且残渣中灰分高达20%以上，这必将给气化炉的排渣带来很大影响。中国专利CN101962560A公开了一种煤直接液化残渣的萃取方法以及萃取物的应用，以煤直接液化过程中直接产生的液化油品作为萃取溶剂，把煤液化残渣中的重质油品经适度加氢后作为循环溶剂使用，替代原循环溶剂中的轻质组分，不但可以增加液化油品的收率，而且这种重质溶剂性能更好，工艺简单。同时该方法实现了液化粗油、浙青类物质和固体残渣的分离，最大程度地发挥了煤液化残渣的利用潜力。中国专利CN101962561A和 CN101962560A思路基本一样，对液化残渣先进行溶剂抽提，再进行固-液和液-液分离，只是萃取路线有所差异，但是都没有给出萃取混合物固液分离的具体方案。可见，目前煤液化产物固液分离工艺的发展趋势为，利用真空闪蒸(减压蒸馏)的固液分离工艺得到固相重量浓度小于50%的煤液化残渣，再利用煤直接液化油品作为溶剂进行抽提，再对溶剂萃取物进行固-液和液-液分离，实现煤液化残渣中液化粗油、浙青类物质和固相残渣的最大化分离，以及充分的资源化利用。然而，目前对溶剂抽提后固液体系的分离研究还很少，中国专利CN101962561A和CN101962560A都只是略微提到，主要从事各种煤液化产物中固体分离研究的美国Kerr-MCGEE公司和Lummus的ITSL工艺采用重力沉降器分离该体系，效率相对较低。该体系分离特性同进行真空闪蒸(减压蒸馏)的固液体系类似，分离比较困难，过滤器、离心机等传统方法具有操作复杂，成本高，可靠性低等缺点，同时这里分离效率需要尽量提高，也不适合再用闪蒸法。因此，该领域迫切需要开发投资成本低，可靠性高，连续运转周期长，且分离效率高的溶剂残渣分离方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种处理煤直接液化残渣的系统，包括(A)混合器，至少具有萃取溶剂入口、煤直接液化残渣入口以及煤液化残渣萃取混合物出口 ；(B)微旋流分离单元，至少具有煤液化残渣萃取混合物入口，其中，煤液化残渣萃取混合物出口连接至煤液化残渣萃取混合物入口，浓缩煤液化残渣底流出口，以及澄清液相混合物出口；(C)过滤器，至少具有浓缩煤液化残渣底流进口，连接至浓缩煤液化残渣底流出口，滤液出口 ；以及可选的(D)精密过滤器，至少具有澄清液相混合物入口，连接至澄清液相混合物出口，精密过滤澄清滤液出口，以及精密过滤截留相出口。优选地，(C)过滤器的滤液出口和/或精密过滤截留相出口连接至(A)混合器。优选地，本专利技术的系统进一步包括(E)储罐，(C)过滤器的滤液出口和/或精密过滤截留相出口经过(E)储罐连接至(A)混合器。优选地，(B)微旋流分离单元包括一个或多个微旋流分离器，各个微旋流分离器均具有微旋流分离器入口、微旋流浓缩底流出口以及澄清液相混合物出口。优选地，(B)微旋流分离单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李志明，李克健，杨强，张胜振，汪华林，吴秀章，吕文杰，章序文，王剑刚，李永伦，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，华东理工大学，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。