[發明專利]煤加氫氣化反應爐以及煤加氫氣化反應的方法

有效

• 申請號: 202011290010.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112375594B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 馬志超;周三;方科學;劉明
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 楊中鶴;麻雪梅

本公開涉及一種煤加氫氣化反應爐以及方法，該煤加氫氣化反應爐包括爐體以及反應筒；反應筒的內腔形成為第一反應區，爐體的內腔形成為第二反應區；反應筒具有加氫氣化噴嘴以及與第二反應區連通的第一反應區出口；第一反應區出口處設置有用于檢測第一反應區出口處溫度的第一測溫件；爐體的爐壁上設置有激冷噴嘴，激冷噴嘴用于向第二反應區內噴入激冷介質，以降低第二反應區的溫度；第二反應區的出口處設置有用于檢測第二反應區出口處溫度的第二測溫件；第二反應區具有冷卻介質入口，用于向第二反應區內噴入冷卻介質，以使第二反應區終止反應，從而實現了對反應深度的較好控制，提高了目標產物產率以及油品品質。

技術領域

本公開涉及煤氣化技術領域，尤其涉及一種煤加氫氣化反應爐以及煤加氫氣化反應的方法。

背景技術

煤加氫氣化是指煤與高溫氫氣在一定溫度和壓力下發生反應生成甲烷、芳烴油品和清潔半焦的過程。

煤的加氫氣化過程分為一次熱分解和二次裂解，一次熱分解過程反應速度快，在這一反應過程中原料煤需要獲得盡可能高的能量以促進更多的結構價鍵斷裂，生成更多的自由基，在氫自由基穩定后獲得高的產物產率，二次裂解過程則是一次熱分解產物裂解的過程，需要對反應深度進行適度控制，才能獲得較高產率的輕質芳烴油品，防止生成過重的油品或全部裂解為甲烷氣體。

然而，現有的煤加氫氣化反應爐未對反應過程進行詳細區分控制，導致總碳轉化率較低，不能較好的調控油品產率和油品品質。

發明內容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本公開提供了一種煤加氫氣化反應爐以及煤加氫氣化反應的方法。

第一方面，本公開提供了一種煤加氫氣化反應爐，包括爐體以及穿設在所述爐體上部的反應筒；所述反應筒的內腔形成為第一反應區，所述爐體的內腔形成為第二反應區；

所述反應筒具有第一反應區出口以及用于供煤粉、氫氣和氧氣進入至所述第一反應區的加氫氣化噴嘴；所述第一反應區出口與所述第二反應區連通，以使所述第一反應區內反應的物料進入至所述第二反應區；所述第一反應區出口處設置有用于檢測所述第一反應區出口處溫度的第一測溫件，以使所述第一反應區的反應溫度得以控制；

所述爐體的爐壁上設置有激冷噴嘴，所述激冷噴嘴用于向所述第二反應區內噴入激冷介質，以降低所述第二反應區的溫度，所述激冷介質至少包括激冷煤粉；所述第二反應區出口處設置有用于檢測所述第二反應區出口處溫度的第二測溫件，以使所述第二反應區的反應溫度得以控制；

所述第二反應區具有冷卻介質入口，所述冷卻介質入口位于所述第二測溫件的下方，所述冷卻介質入口用于向所述第二反應區內噴入冷卻介質，以使所述第二反應區終止反應。

可選的，所述激冷噴嘴設置在所述爐體的頂部，所述第一反應區出口朝向所述激冷噴嘴的軸線方向。

可選的，所述第一反應區出口的開設方向與水平面之間的夾角范圍為30°～60°。

可選的，所述反應筒傾斜穿設在所述爐體上，所述反應筒的位于所述爐體內的一端具有開口，所述開口形成為所述第一反應區出口。

可選的，所述反應筒的長度與所述反應筒的內徑的比值不小于5。

可選的，所述反應筒至少為四個，至少四個所述反應筒沿所述爐體的周向均勻分布。

可選的，所述激冷介質還包括激冷氫氣；

所述激冷噴嘴具有用于供所述激冷煤粉進入至所述第二反應區的煤粉通道以及用于供所述激冷氫氣進入至所述第二反應區的氫氣通道。

可選的，所述氫氣通道圍設在所述煤粉通道的外圍，以使所述激冷氫氣與所述激冷煤粉同軸噴入所述第二反應區。