CN101498543A - 用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置 - Google Patents

用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置 Download PDF

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田原宇
乔英云
盖希坤
梁鹏
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Abstract

本发明提供用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置。重质液体冷却回流经急冷油雾化喷嘴从文丘里的喉部喷入流经文丘里式的热解气入塔管的高温热解气中，油雾与热解气充分接触淬冷，使油气温度低于300℃，然后沿切线方向高速进入塔壳体内；油气经旋分筒离心分离，重质液体向下流入塔底段从重质液体出口流出并通过油泵加压和换热器冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；旋风分离后的油气向上依次通过1段到4段精馏冷凝分离段，逐级冷凝分离得到不同沸程的轻质液体，轻质液体从轻质液体出口流出并通过油泵加压和换热器冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；最后不凝气从塔壳体顶部的气体出口流出作为热解干气产品。

Description

用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置
一、技术领域
本发明涉及用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置，属于能源化工领域。
二、背景技术
在生物质、煤或油页岩热解液化过程，一般都要求其冷凝系统能够对高温热解蒸汽进行迅速冷凝，以提高液体产品的收率和品质。现有的热解液化设备的冷凝系统主要由几组换热器串联构成，高温热解蒸汽通过壁面冷却而获得冷凝。但实践证明这种冷凝装置冷却速度慢和冷凝不彻底，加之油中带灰，易于发生堵塞。高温热解蒸汽不能快速冷却到二次裂解反应温度之下，则很容易发生二次裂解，进而影响液体产品的收率和品质。专利ZL200710162077.9提到的用于煤或生物质热解液化的喷雾与降膜复合式冷凝装置尽管解决了热解蒸汽急冷的问题，但由于列管式间接换热器作为降膜冷凝段先接触高温热解气，装置的堵塞问题未能彻底解决；另外冷凝后的液体二次加工利用还需高温加热分离，一则液体在加热过程中易于发生缩聚和品质变差，二则整个过程能量利用不合理，能耗较高。
三、发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术存在的不足而提供一用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置，该工艺和设备采用喷雾急冷、旋风分离和分级分离，具有冷却速度快和冷凝效率高，不易发生二次裂解，液体产品的收率和品质高，不易于发生堵塞，投资少等优点。
本发明的技术方案：
本发明提供用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置。重质液体冷却回流经急冷油雾化喷嘴从文丘里的喉部喷入流经文丘里式的热解气入塔管的高温热解气中，油雾与热解气充分接触淬冷，使油气温度低于300℃，然后沿切线方向高速进入分级冷凝塔内；油气经旋分筒离心分离，重质液体向下流入塔底段从重质液体出口流出并通过油泵加压和换热器冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；旋风分离后的油气向上依次通过1段到4段精馏冷凝分离段，逐级冷凝分离得到不同沸程的轻质液体，轻质液体从轻质液体出口流出并通过油泵加压和换热器冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；最后不凝气从分级冷凝塔顶部的气体出口流出作为热解干气产品。
分级冷凝塔主要由文丘里式的热解气入塔管、塔壳体、塔底段、重质液体出口、旋分筒、精馏冷凝分离段、轻质液体出口、冷却液体入口、气体出口等组成。文丘里式的热解气入塔管设置在分级冷凝塔塔的中下部，对应位置设置有旋分筒，旋分筒的下部是塔底段并设有重质液体出口，旋分筒之上设有1段到4段精馏冷凝分离段，分级冷凝塔顶部为气体出口；每段馏冷凝分离段下部有轻质液体出口，上部有冷却液体入口。
文丘里式的热解气入塔管向下倾斜0-15°，沿切线进入塔内。
四、附图说明
附图是本发明的工艺流程示意图。
附图图面说明如下：1、分级冷凝塔  2、文丘里式的热解气入塔管  3、喉部  4、急冷油雾化喷嘴  5、旋分筒  6、塔底段  7、重质液体出口  8、精馏冷凝分离段  9、气体出口  10、轻质液体出口  11、冷却液体入口  12、油泵13、换热器
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的介绍：本发明所述的用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置为重质液体冷却回流经急冷油雾化喷嘴(4)从文丘里的喉部(3)喷入流经文丘里式的热解气入塔管(2)的高温热解气中，油雾与热解气充分接触淬冷，使油气温度低于300℃，然后沿切线方向高速进入分级冷凝塔(1)内；油气经旋分筒(5)离心分离，重质液体向下流入塔底段(6)从重质液体出口(7)流出并通过油泵(12)加压和换热器(13)冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；旋风分离后的油气向上依次通过1段到4段精馏冷凝分离段(8)，逐级冷凝分离得到不同沸程的轻质液体，轻质液体从轻质液体出口(10)流出并通过油泵(12)加压和换热器(13)冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；最后不凝气从分级冷凝塔(1)顶部的气体出口(9)流出作为热解干气产品。
分级冷凝塔(1)为文丘里式的热解气入塔管(2)设置在塔壳体(1)的中下部，对应位置设置有旋分筒(5)，旋分筒(5)的下部是塔底段(6)并设有重质液体出口(7)，旋分筒(5)之上设有1段到4段精馏冷凝分离段(8)，分级冷凝塔(1)顶部为气体出口(9)；每段冷凝分离段(8)下部有轻质液体出口(10)，上部有冷却液体入口(11)。
文丘里式的热解气入塔管(2)向下倾斜0-15°，沿切线进入塔壳体(8)内。
本发明用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置的优点在于：(1)冷凝装置冷却速度快和冷凝效率高，不易发生二次裂解，液体产品的收率和品质高；(2)即使油中带灰，也不易于发生堵塞；(3)离心分离，油气雾沫夹带小，轻质油品高；(4)热解气分级精馏冷凝，高温热解蒸汽热能利用充分，直接得到不同沸程的轻质液体产品，避免了二次加工的发生缩聚和品质变差，整个过程能耗大幅度降低。

Claims (3)

1.用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置，其技术特征在于重质液体冷却回流经急冷油雾化喷嘴从文丘里的喉部喷入流经文丘里式的热解气入塔管的高温热解气中，油雾与热解气充分接触淬冷，使油气温度低于300℃，然后沿切线方向高速进入分级冷凝塔内；油气经旋分筒离心分离，重质液体向下流入塔底段从重质液体出口流出并通过油泵加压和换热器冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；旋风分离后的油气向上依次通过1段到4段精馏冷凝分离段，逐级冷凝分离得到不同沸程的轻质液体，轻质液体从轻质液体出口流出并通过油泵加压和换热器冷却后部分液体回流作为冷却液体，部分外送作为产品；最后不凝气从分级冷凝塔顶部的气体出口流出作为热解干气产品。
2.根据权利要求1所提供的用于生物质、煤或油页岩热解液化的喷雾急冷和分级冷凝工艺和装置，其特征在于分级冷凝塔主要由文丘里式的热解气入塔管、塔壳体、塔底段、重质液体出口、旋分筒、精馏冷凝分离段、轻质液体出口、冷却液体入口、气体出口等组成。文丘里式的热解气入塔管设置在分级冷凝塔塔的中下部，对应位置设置有旋分筒，旋分筒的下部是塔底段并设有重质液体出口，旋分筒之上设有1段到4段精馏冷凝分离段，分级冷凝塔顶部为气体出口；每段馏冷凝分离段下部有轻质液体出口，上部有冷却液体入口。
3.根据权利要求2所提供的分级冷凝塔，其特征在于文丘里式的热解气入塔管向下倾斜0-15°，沿切线进入塔内。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102021013A (zh) * 2010-08-02 2011-04-20 中国科学院广州能源研究所 一种高效净化分离及收集生物油的方法及装置
CN102225244A (zh) * 2011-05-13 2011-10-26 安徽禾盛生物能源有限公司 用于煤、生物质热解设备的分级式冷凝装置
CN104353260A (zh) * 2014-11-06 2015-02-18 北京林业大学 用于车载式生物质热裂解设备的复合式冷凝装置
CN108043063A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 华中科技大学 一种用于生物质热解液化多联产的分级冷凝装置

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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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