CN208177425U - 一种煤制芳烃的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种煤制芳烃的系统，包括煤粉储料仓、第一计量装置、溶剂罐、第二计量装置、催化剂罐、第三计量装置、反应釜、冷凝器、产品罐、分离装置、提质煤仓以及循环液罐。煤粉储料仓内的煤粉通过第一计量装置输送至反应釜中；溶剂罐内的溶剂通过第二计量装置输送至反应釜中；催化剂罐中的催化剂通过第三计量装置输送中反应釜中，且煤粉、溶剂以及催化剂在反应釜中混合并进行反应生成蒸汽；反应釜中生成的蒸汽通过冷凝器进行冷凝处理并保存在产品罐中；反应釜中剩余的残液残渣通过离心装置分离出液体保存在循环液罐中，分离出固体保存在提质煤仓中。本实用新型的有益效果在于，提供一种操作简单、成本低廉且节能环保的煤制芳烃的系统。

Description

一种煤制芳烃的系统

技术领域

本实用新型涉及一种煤制芳烃的系统。

背景技术

目前，国内外主要采用如下这几种工艺路线制取芳烃类产品：采用石油制芳烃技术路线，采用煤基甲醇制芳烃技术路线，采用煤炼焦油制芳烃技术路线等等。这些技术路线都存在“高投入、高能耗、高水耗、高污染”四高的弊端，恐难以为继存在下去。目前，煤炭直接制取芳烃工业化生产在世界范围仍属空白。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种操作简单、成本低廉且节能环保的煤制芳烃的系统。

本实用新型提供了一种煤制芳烃的系统，包括煤粉储料仓、第一计量装置、溶剂罐、第二计量装置、催化剂罐、第三计量装置、反应釜、冷凝器、产品罐、分离装置、提质煤仓以及循环液罐，其中：

所述第一计量装置分别与所述煤粉储料仓和所述反应釜相连，所述煤粉储料仓内的煤粉通过所述第一计量装置计量后输送至所述反应釜中；

所述第二计量装置分别与所述溶剂罐和所述反应釜相连，所述溶剂罐内的溶剂通过所述第二计量装置计量后输送至所述反应釜中；

所述第三计量装置分别与所述催化剂罐和所述反应釜相连，所述催化剂罐中的催化剂通过第三计量装置计量后输送中所述反应釜中；且所述煤粉、溶剂以及催化剂在所述反应釜中混合并进行反应；

所述冷凝器分别与所述反应釜和所述产品罐相连通，所述反应釜中生成的蒸汽通过所述冷凝器进行冷凝处理，且经过所述冷凝器的冷凝处理后保存在所述产品罐中。

所述反应釜包括釜体、釜盖、加热装置、搅拌装置以及驱动装置，所述釜盖设置在所述釜体顶部，所述搅拌装置设置在所述釜体内下部，所述驱动装置设置在所述釜盖上方且通过传动轴与所述搅拌装置连接，所述加热装置设置在所述釜体下部外表面。

所述冷凝器包括壳体、管束、管板以及封头，所述管板以及管束均设置在所述壳体内，且所述管板设置在所述管束的上端，所述封头设置在所述壳体的底部，所述反应釜中的蒸汽从冷凝器上端进入冷凝器的壳体中进行冷凝处理，经冷凝处理后从冷凝器额下端进入所述产品罐中进行保存。

还包括分离装置以及提质煤仓，所述分离装置分别与所述反应釜和提质煤仓相连通，所述分离装置用于对所述反应釜内反应生成的固体和液体进行分离处理，同时将所述分离装置分离处理后的提质煤保存在所述提质煤仓中。

还包括循环液罐，所述循环液罐与所述分离装置相连通，用于将所述分离装置分离处理后的液体保存在所述循环液罐中。

还包括加热系统，所述加热系统与所述反应釜相连，通过所述加热系统对所述反应釜进行加热。

还包括冷却系统，所述冷却系统与所述冷凝器相连，通过所述冷却系统对所述冷凝器进行冷却。

本实用新型具有以下优点和有益效果：本实用新型通过将煤粉，加上专用溶剂和催化剂，在温度为150～250℃且压力为常压或低压条件下，在反应釜中进行反应，使煤粉产生降解和重构产生多种单体共聚态溶液，变成非常有价值的芳烃等化工原料；本实用新型的煤制芳烃的系统，避免了背景技术中出现的“高投入、高能耗、高水耗、高污染”缺点，这是煤制芳烃的最科学、最理想的技术路线。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的煤制芳烃的系统的结构示意图；

图2为图1中反应釜的放大结构示意图；

图3为图1中冷凝器的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图3所示：本实用新型实施例的一种煤制芳烃的系统，包括煤粉储料仓101、第一计量装置102、溶剂罐103、第二计量装置104、催化剂罐105、第三计量装置106、反应釜107、冷凝器108、产品罐109、分离装置110、提质煤仓112以及循环液罐111，其中：

所述第一计量装置102分别与所述煤粉储料仓101和所述反应釜107相连，所述煤粉储料仓101内的煤粉通过所述第一计量装置102计量后输送至所述反应釜107中；

所述第二计量装置104分别与所述溶剂罐103和所述反应釜107相连，所述溶剂罐103内的溶剂通过所述第二计量装置104计量后输送至所述反应釜107中；

所述第三计量装置106分别与所述催化剂罐105和所述反应釜107相连，所述催化剂罐105中的催化剂通过第三计量装置106计量后输送中所述反应釜107中；且所述煤粉、溶剂以及催化剂在所述反应釜107中混合并进行反应，生成蒸汽、固体以及液体；

所述冷凝器108分别与所述反应釜107和所述产品罐109相连通，所述反应釜107中生成的蒸汽通过所述冷凝器108进行冷凝处理，且经过所述冷凝器108的冷凝处理后芳烃保存在所述产品罐109中。

所述反应釜107包括釜体1071、釜盖1072、加热装置1074、搅拌装置1073以及驱动装置1076，所述釜盖1071设置在所述釜体1072顶部，所述搅拌装置1073设置在所述釜体1071内下部，所述驱动装置1076设置在所述釜盖1072上方且通过传动轴1075与所述搅拌装置1073连接，所述加热装置1074设置在所述釜体1071下部外表面，用于对所述釜体1071进行加热。

所述冷凝器108包括壳体1081、管束1082、管板1083以及封头1084，所述管板1083以及管束1082均设置在所述壳体1081内，且所述管板1083设置在所述管束1082的上端，所述封头1084设置在所述壳体1081的底部，所述反应釜107中的蒸汽从冷凝器108上端进入冷凝器108的壳体1081中进行冷凝处理，经冷凝处理后的芳烃从冷凝器108的下端进入所述产品罐109中进行保存。

本实用新型的煤制芳烃的系统还包括分离装置110以及提质煤仓112，所述分离装置110分别与所述反应釜107和提质煤仓112相连通，所述分离装置110用于对所述反应釜107内反应生成的固体和液体进行分离处理，同时将所述分离装置110分离处理后的提质煤保存在所述提质煤仓112中。

本实用新型的煤制芳烃的系统还包括循环液罐111，所述循环液罐111与所述分离装置110相连通，用于将所述分离装置110分离处理后的液体(循环液)保存在所述循环液罐111中。

本实用新型的煤制芳烃的系统还包括加热系统113，所述加热系统113与所述反应釜107相连，通过所述加热系统113对所述反应釜107下部外表面的加热装置1074进行加热。

本实用新型的煤制芳烃的系统还包括冷却系统114，所述冷却系统114与所述冷凝器108相连，通过所述冷却系统114对所述冷凝器114进行冷却。

本实用新型的煤制芳烃的系统，通过将煤粉，加上溶剂和催化剂，其中所述溶剂为专用化学制剂，且所述专用化学制剂为醇(甲醇等)酮(丙酮等)类溶剂，所述催化剂为高锰酸钾、乙-苯乙醇、氯化钠或乌洛托品中的一种或多种，在温度为150～250℃且压力为常压或低压条件下，在反应釜中进行反应，使煤粉产生降解和重构产生多种单体共聚态溶液，变成非常有价值的芳烃等化工原料；本实用新型通过煤制芳烃系统，避免了背景技术中出现的“高投入、高能耗、高水耗、高污染”缺点，这是煤制芳烃的最科学、最理想的技术路线。

本实用新型的技术路线，是用专用化学制剂突破降解热固性交联结构的煤炭进行有效的降解重构直接制取芳烃。

本实用新型的技术路线，是利用煤粉作为基本原料，采用溶剂和催化剂，在300℃以下、常压或低压条件下，使煤粉(交联结构的物质)进行降解、分子原子重构，所得产品大多属芳烃类高附加值化学品，同时得到提质煤。

本实用新型关键与创新点之一是采用溶剂和催化剂降解和重构技术将煤炭直接制取芳烃。

本实用新型关键与创新点之二是打破了石油不能再生的定论。

现有理论，可打开《中国大百科全书化学版一册》P306页这样论述：“如果高分子化合物中的原子连接成网状时，则叫网状高分子，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以它也叫体型高分子。体型高分子加热时不能熔融，只能变软和弹性增大；不能在任何溶剂中溶解，只能在某些适当的溶剂中溶胀”。再打开《中国大百科全书化学版一册》P，315页也这样论述道：“……高度交联后，整个网状链变成一个大分子，具有不溶不熔的性质”。

专用化学制剂的出现突破了这个交联结构物质“不溶不熔”的定论。这一重大突破的价值在于它不但具备资源价值，而且具备经济价值。由于它能够将理论上被认定为“不能溶解，不能熔化”的交联网状结构的高分子材料在很短的时间内，在温和的条件下被降解和重构，回到石油本体，就连同属交联结构的煤炭中的聚合芳香环高分子成分也被温和降解，使煤直接制取石油成为可能，打破了石油不能再生的定论。

本实用新型的技术路线，完全不同于采用石油制芳烃技术路线，完全不同于煤基甲醇制芳烃技术路线，也完全不同于煤炼焦油制芳烃技术路线等存在“高投入、高能耗、高水耗、高污染”四高的弊端。

本实用新型的技术路线是煤粉通过“温和降解重构法”建立起来的煤化工，有十大特点：一是不耗水，二是无排放，三是无污染，四是低能耗，五是流程短，六是设备少，七是占地小，八是建设快，九是投资省，十是对煤质要求低，是煤化工的先进产能。

本实用新型的技术路线可以充分利用我国储量丰富、价格低廉的褐煤、长焰煤、不粘煤和弱粘煤等，采用这种专用化学制剂由煤粉降解重构直接制取芳烃的新技术、新工艺，可以提升到国家煤化工发展方向和国家能源战略的高度予以充分重视，以利于我国实现以煤为主的能源战略。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种煤制芳烃的系统，其特征在于，包括煤粉储料仓、第一计量装置、溶剂罐、第二计量装置、催化剂罐、第三计量装置、反应釜、冷凝器、产品罐、分离装置、提质煤仓以及循环液罐，其中：

所述第一计量装置分别与所述煤粉储料仓和所述反应釜相连，所述煤粉储料仓内的煤粉通过所述第一计量装置计量后输送至所述反应釜中；

所述第二计量装置分别与所述溶剂罐和所述反应釜相连，所述溶剂罐内的溶剂通过所述第二计量装置计量后输送至所述反应釜中；

所述第三计量装置分别与所述催化剂罐和所述反应釜相连，所述催化剂罐中的催化剂通过第三计量装置计量后输送中所述反应釜中；且所述煤粉、溶剂以及催化剂在所述反应釜中混合并进行反应；

所述冷凝器分别与所述反应釜和所述产品罐相连通，所述反应釜中生成的蒸汽通过所述冷凝器进行冷凝处理，且经过所述冷凝器的冷凝处理后保存在所述产品罐中。

2.根据权利要求1所述的煤制芳烃的系统，其特征在于，所述反应釜包括釜体、釜盖、加热装置、搅拌装置以及驱动装置，所述釜盖设置在所述釜体顶部，所述搅拌装置设置在所述釜体内下部，所述驱动装置设置在所述釜盖上方且通过传动轴与所述搅拌装置连接，所述加热装置设置在所述釜体下部外表面。

3.根据权利要求1所述的煤制芳烃的系统，其特征在于，所述冷凝器包括壳体、管束、管板以及封头，所述管板以及管束均设置在所述壳体内，且所述管板设置在所述管束的上端，所述封头设置在所述壳体的底部，所述反应釜中的蒸汽从冷凝器上端进入冷凝器的壳体中进行冷凝处理，经冷凝处理后从冷凝器额下端进入所述产品罐中进行保存。

4.根据权利要求1所述的煤制芳烃的系统，其特征在于，还包括分离装置以及提质煤仓，所述分离装置分别与所述反应釜和提质煤仓相连通，所述分离装置用于对所述反应釜内反应生成的固体和液体进行分离处理，同时将所述分离装置分离处理后的提质煤保存在所述提质煤仓中。

5.根据权利要求1所述的煤制芳烃的系统，其特征在于，还包括循环液罐，所述循环液罐与所述分离装置相连通，用于将所述分离装置分离处理后的液体保存在所述循环液罐中。

6.根据权利要求1所述的煤制芳烃的系统，其特征在于，还包括加热系统，所述加热系统与所述反应釜相连，通过所述加热系统对所述反应釜进行加热。

7.根据权利要求1所述的煤制芳烃的系统，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统与所述冷凝器相连，通过所述冷却系统对所述冷凝器进行冷却。