CN103497778B - 煤直接液化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤直接液化装置，包括煤浆进料泵、煤浆加热炉、液硫供应系统和高压注硫系统。高压注硫系统用于将液硫供应系统的液硫输送至煤浆进料泵的出口与煤浆加热炉的进口之间。煤直接液化装置还包括低压注硫系统，低压注硫系统用于将液硫供应系统的液硫输送至煤浆进料泵的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上。根据本发明煤直接液化装置可以持续提供液硫，避免由于注硫问题引起的煤直接液化装置负荷降低甚至停车。

Description

煤直接液化装置

技术领域

本发明涉及煤制油、煤化工领域，具体而言，涉及一种煤直接液化装置。

背景技术

煤直接液化技术近几年在世界范围内备受关注。神华集团鄂尔多斯煤制油分公司拥有世界上第一套大型工业化煤炭直接液化生产油品的生产装置。在煤直接液化生产过程中需采用催化方法将原料煤转化为液化油进而生产出柴油、石脑油、液化气等清洁产品，而催化剂是完成这些加工过程的关键。

神华集团煤直接液化工艺采用自主研发的高效“863”铁系催化剂，硫作为助催化剂。现有技术中，由于鄂尔多斯煤制油项目是首套工业化煤直接液化生产线，在最初设计时没有经验可循，存在设计缺陷，即煤直接液化装置只设有高压注硫系统，采用高压隔膜柱塞泵向系统内注硫。在煤直接液化装置运行期间，根据装置的负荷需连续注入一定比例的液硫，以保证催化剂的活性，液硫的平稳连续注入对煤直接液化装置生产运行非常重要。由于高压注硫系统的介质环境为高压、易凝固堵塞，当液硫的输送管线或泵体温度降低时液硫凝固，影响高压注硫系统向系统内的注硫量，同时高压液硫泵运行工况苛刻本身故障率高，进而使高压注硫系统频繁出现故障，导致反应系统中的硫化氢浓度偏低，影响催化剂活性，从而使煤转化率降低，严重时会导致煤直接液化装置被迫停车，所以解决煤直接液化工艺中的注硫问题就显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在提供一种煤直接液化装置，以持续提供液硫，避免由于注硫问题引起的煤直接液化装置负荷降低甚至停车。

为了实现上述目的，本发明提供了一种煤直接液化装置，包括煤浆进料泵、煤浆加热炉、液硫供应系统和高压注硫系统，高压注硫系统用于将液硫供应系统的液硫输送至煤浆进料泵的出口与煤浆加热炉的进口之间，煤直接液化装置还包括低压注硫系统，低压注硫系统用于将液硫供应系统的液硫输送至煤浆进料泵的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上。

进一步地，高压注硫系统包括接收液硫供应系统的液硫的液硫罐和设置在液硫罐的出口和煤浆进料泵的出口之间的液硫泵；低压注硫系统的液硫引入口连接到液硫罐的进口和液硫供应系统之间的液硫管路上。

进一步地，煤直接液化装置包括第一煤浆罐体和第二煤浆罐体，第一煤浆罐体通过第一煤浆管路与第二煤浆罐体连接，第二煤浆罐体通过第二煤浆管路与煤浆进料泵连接；煤直接液化装置还包括第一煤浆罐底泵和第二煤浆罐底泵，第一煤浆罐底泵设置在第一煤浆管路，第一煤浆罐底泵的入口与第一煤浆罐体连接，第二煤浆罐底泵设置在第二煤浆管路，第二煤浆罐底泵的入口与第二煤浆罐体连接；低压注硫系统的液硫引出口与第一煤浆罐体和第一煤浆罐底泵之间的第一煤浆管路连接或者与第二煤浆罐体和第二煤浆罐底泵之间的第二煤浆管路连接。

进一步地，低压注硫系统包括调节阀，调节阀用于调节低压注硫系统输送的液硫量。

进一步地，低压注硫系统包括并联设置的两组以上调节阀。

进一步地，低压注硫系统包括开关阀，用于将低压注硫系统接入煤直接液化装置或与煤直接液化装置断开。

进一步地，煤直接液化装置的各液硫输送管线上设有蒸汽伴热系统。

应用本发明的技术方案，由于具有低压注硫系统，因而能够通过低压注硫系统将液硫供应系统的液硫输送至煤浆进料泵的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上，从而为煤直接液化过程提供持续的液硫，防止由于注硫问题引起的煤直接液化装置负荷降低甚至停车。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的煤直接液化装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本实施例的煤直接液化装置包括高压注硫系统1、煤浆进料泵3、煤浆加热炉5和液硫供应系统4。本实施例及本发明中，高压的压力数值范围为：10MPa<P≤42MPa；低压的压力数值范围为：0<P≤1.6MPa。高压注硫系统1将液硫供应系统4的液硫输送至煤浆进料泵3的出口与煤浆加热炉5的进口之间，用于为煤直接液化过程提供需要的液硫。

如图1所示，本实施例的煤直接液化装置还包括低压注硫系统2。低压注硫系统2用于将液硫供应系统4的液硫输送至煤浆进料泵3的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上。在高压注硫系统1出现故障时，启动低压注硫系统2，一方面可离线对高压注硫系统1进行维修，另一方面可为煤直接液化的反应过程提供持续的液硫，保证催化剂活性，防止由于注硫问题引起的煤直接液化装置负荷降低甚至停车。

本实施例中，高压注硫系统1包括用于接收液硫供应系统4的液硫的液硫罐11和设置在液硫罐11的出口与煤浆进料泵3的出口之间的液硫泵12。其中，液硫泵12用于将液硫供应系统4的液硫加压后输送至煤浆进料泵3的出口与煤浆加热炉5的进口之间的煤浆管路上。优选地，低压注硫系统2的液硫引入口与液硫罐11的进口与液硫供应系统4之间的液硫管路连接。低压注硫系统2与高压注硫系统1并联，正常运行期间从液硫供应系统4来的液硫直接进入液硫罐11维持高液位运行给高压注硫系统1提供缓冲，同时将低压注硫系统2的液硫引入口设置在液硫罐11之前是保证低压注硫系统2注入压力（因图1所示位置中低压注硫系统2中的液硫引入点液硫压力为0.65MPa，而液硫罐11的压力只控制0.4MPa），有效保证低压注硫系统2的液硫输送。当然，在未给出的实施例中，还可以将低压注硫系统2的液硫引入口直接与液硫供应系统4的出口连接。

如图1所示，本实施例的煤直接液化装置还包括第一煤浆罐体9、第二煤浆罐体10、第一煤浆罐底泵6、第二煤浆罐底泵7、溶剂供应系统20、催化剂输送管路21、煤粉供应管路22、氢气供应管路23以及氢气加热炉8。

其中，第一煤浆罐体9通过第一煤浆管路与第二煤浆罐体10连接，第二煤浆罐体10通过第二煤浆管路与煤浆进料泵3连接；第一煤浆罐底泵6设置在第一煤浆管路上，第一煤浆罐底泵6的入口与第一煤浆罐体9连接，第二煤浆罐底泵7设置在第二煤浆管路，第二煤浆罐底泵7的入口与第二煤浆罐体10连接。

本实施例中，优选地，低压注硫系统2的液硫引出口与第一煤浆罐体9和第一煤浆罐底泵6之间的第一煤浆管路连接，从而为煤直接液化的反应过程提供所需的液硫，提高煤的转化率。

在本发明的一个替代实施例中，低压注硫系统2的液硫引出口与第二煤浆罐体10和第二煤浆罐底泵7之间的第二煤浆管路连接。

本实施例中，溶剂供应系统20的一个出口管路与第一煤浆罐体9的进口连接，溶剂供应系统20的另一个出口管路与第二煤浆罐体10的进口连接。溶剂供应系统20用于为第一煤浆罐体9和第二煤浆罐体10输送供氢溶剂，该供氢溶剂一方面可以溶解煤粉、提供和传递转移活性氢，促进煤的加氢裂化反应，另一方面，可以使煤与催化剂及氢气能更好地接触。催化剂输送管路21的出口与第一煤浆罐体9的进口连接。氢气供应管路23分别与氢气加热炉8的进口和煤浆加热炉5的进口相连，用于为煤直接液化的反应过程提供足够的氢气。

煤直接液化装置包括三组并联设置的第二煤浆罐体和一组第一煤浆罐体。在未给出的实施例中，可以根据实际生产需要，设置更多个第二煤浆罐体和第一煤浆罐体。第一煤浆罐体用于将催化剂和供氢溶剂充分混合形成催化剂油煤浆。第二煤浆罐体用于将煤粉、催化剂和供氢溶剂充分混合形成煤浆。

如图1所示，本实施例中，低压注硫系统2包括调节阀。优选地，本实施例的低压注硫系统2包括并联设置的两组调节阀。在未给出的实施例中，也可以根据实际情况设置更多个调节阀。上述调节阀用于调节低压注硫系统2输送至煤浆进料泵3的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上的液硫注入量，以确保反应系统硫化氢浓度，从而提高催化剂活性，进一步提高煤的转化率。

为了将低压注硫系统2接入煤直接液化装置或从煤直接液化装置中断开，在低压注硫系统2中还设置了开关阀。

本实施例中，在煤直接液化装置的各液硫输送管线上设有蒸汽伴热系统，因此可有效防止因输送管线温度降低引起液硫凝固而导致的注硫系统不顺畅甚至出现故障，进一步保证液硫的正常输送与注入，提高煤直接液化反应过程中的硫化氢浓度，保证了催化剂的活性。

本发明实施例的注硫方法具体如下：

高压注硫系统1是将液硫供应系统4输送的液硫经过阀门输送至液硫罐11，再经液硫泵12升压后输送到煤浆加热炉5的进口和煤浆进料泵3的出口之间的管路上；低压注硫系统2则是将液硫供应系统4输送的液硫通过两组并联设置的阀门25和26注入到第一煤浆罐底泵6的入口，通过该第一煤浆罐底泵6将液硫均匀分配到三列第二煤浆罐体10，最后再经煤浆进料泵3升压后注入煤浆加热炉5。当高压注硫系统1出现故障时，可以通过上述两组阀门25和26来增加低压注硫系统2的注硫量，从而避免由于煤直接液化装置注硫系统故障而导致的负荷降低或被迫停车等问题。

从以上的描述可以看出，本发明的实施例实现了以下技术效果：由于具有低压注硫系统，可以在高压注硫系统出现故障的情况下启用低压注硫系统，将液硫供应系统的液硫输送至煤浆进料泵的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上，从而为煤的加氢液化过程提供持续的液硫，确保了反应系统硫化氢浓度，提高了催化剂活性，避免了由于注硫问题而导致的煤直接液化装置负荷降低甚至停车，另一方面可离线对高压注硫系统进行维修，为煤直接液化装置的平稳运行奠定了基础。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤直接液化装置，包括煤浆进料泵（3）、煤浆加热炉（5）、液硫供应系统（4）和高压注硫系统（1），所述高压注硫系统（1）用于将所述液硫供应系统（4）的液硫输送至所述煤浆进料泵（3）的出口与所述煤浆加热炉（5）的进口之间，其特征在于，所述煤直接液化装置还包括低压注硫系统（2），所述低压注硫系统（2）用于将所述液硫供应系统（4）的液硫输送至所述煤浆进料泵（3）的进口之前的煤浆管路或者煤浆罐体上。

2.根据权利要求1所述的煤直接液化装置，其特征在于，所述高压注硫系统（1）包括接收所述液硫供应系统（4）的液硫的液硫罐（11）和设置在所述液硫罐（11）的出口和所述煤浆进料泵（3）的出口之间的液硫泵（12）；所述低压注硫系统（2）的液硫引入口连接到所述液硫罐（11）的进口和所述液硫供应系统（4）之间的液硫管路上。

3.根据权利要求1所述的煤直接液化装置，其特征在于，所述煤直接液化装置包括第一煤浆罐体（9）和第二煤浆罐体（10），所述第一煤浆罐体（9）通过第一煤浆管路与所述第二煤浆罐体（10）连接，所述第二煤浆罐体（10）通过第二煤浆管路与所述煤浆进料泵（3）连接；所述煤直接液化装置还包括第一煤浆罐底泵（6）和第二煤浆罐底泵（7），所述第一煤浆罐底泵（6）设置在所述第一煤浆管路，所述第一煤浆罐底泵（6）的入口与所述第一煤浆罐体（9）连接，所述第二煤浆罐底泵（7）设置在所述第二煤浆管路，所述第二煤浆罐底泵（7）的入口与所述第二煤浆罐体（10）连接；所述低压注硫系统（2）的液硫引出口与所述第一煤浆罐体（9）和所述第一煤浆罐底泵（6）之间的所述第一煤浆管路连接或者与所述第二煤浆罐体（10）和所述第二煤浆罐底泵（7）之间的所述第二煤浆管路连接。

4.根据权利要求1所述的煤直接液化装置，其特征在于，所述低压注硫系统（2）包括调节阀，所述调节阀用于调节所述低压注硫系统（2）输送的液硫量。

5.根据权利要求4所述的煤直接液化装置，其特征在于，所述低压注硫系统（2）包括并联设置的两组以上所述调节阀。

6.根据权利要求1所述的煤直接液化装置，其特征在于，所述低压注硫系统（2）包括开关阀，用于将所述低压注硫系统（2）接入所述煤直接液化装置或与所述煤直接液化装置断开。

7.根据权利要求1所述的煤直接液化装置，其特征在于，所述煤直接液化装置的各液硫输送管线上设有蒸汽伴热系统。