[发明专利]煤直接液化性能的评价装置及评价方法

说明书

本发明提供了一种煤直接液化性能的评价装置及评价方法，其中，该煤直接液化性能的评价装置包括依次相连的煤浆和氢气输送单元、煤浆预热和反应单元和煤液化产品分离单元，其中，煤浆预热和反应单元包括：两段式预热器，与煤浆和氢气输送单元的出口连通，两段式预热器包括串联设置的第一段预热器和第二段预热器；反应器，与第二段预热器的出口连通，其中，第二段预热器的出口通过三通阀分别与反应器的入口和煤液化产品分离单元的入口连通。采用上述评价装置能够实现对对煤浆预热和反应阶段的单独考察，进而利用该评价装置进行分析取样能够较准确代表特定停留时间下液化反应特点。

技术领域

本发明涉及煤化工领域技术领域，具体而言，涉及一种煤直接液化性能的评价装置及评价方法。

背景技术

在煤直接液化性能评价试验中，主要考察两个方面的内容：一个是考察工艺条件对煤直接液化操作结果的影响，即通过改变煤直接液化反应装置的压力、温度、停留时间等条件来考察特定煤种的煤直接液化结果；另一个是考察进料物性对煤直接液化操作结果的影响，即通过考察进料煤种、溶剂油、催化剂等进料的不同对其对应的煤直接液化结果的影响。通过煤直接液化性能评价试验，可以用于进行煤种性能评价和催化剂性能评价，或进行煤直接液化工艺开发，为更大规模的煤直接液化装置的设计和建设提供基础理论数据。

目前用来进行煤直接液化性能评价的装置有两种，一种是间歇评价装置，包括水平震荡式高压釜、间歇式高压釜和管弹式反应器等。在间歇式试验装置中，油煤浆和氢气等被一次投入煤液化反应器中，在一定的温度和压力条件下经过一定的反应时间后，将煤液化反应产物连同未反应物一同取出进行称重分析，继而获得各产物的收率和组成等数据；另一种是连续进料式评价装置，包括连续搅拌式高压釜、连续反应器等。在连续进料式评价装置中，油煤浆和氢气将按照一定工艺条件连续通入到煤液化反应装置中去，按照设定的温度、停留时间等条件进行试验，煤液化反应产物可以连续计量和取样分析，且试验装置一次运行可对多种试验条件进行考察。

相对于间歇式评价装置，连续进料式评价装置具有升温速率快，氢气分压恒定等特点，而且因为工艺过程是连续过程，因此比较接近真实的煤直接液化反应过程，以此获得的评价试验数据相对也更加有效。但真实的煤直接液化反应过程包括两个阶段，一个是煤浆升温反应阶段，在煤浆预热器中进行，在此阶段煤浆从100℃升温到约400℃，主要发生的反应为煤中不稳定键的裂解反应，这些裂解生成的不稳定自由基再和供氢溶剂中的氢原子结合形成较为稳定的中间产物；另一个是煤浆恒温反应阶段，在煤液化反应器中进行，在此阶段反应器内基本维持在约455℃，经过预热阶段的煤浆进一步和氢气在催化剂的作用下进行反应，生成种类分布丰富的煤液化产物。因此一个完整的煤直接液化性能评价试验过程应该包括上述两个阶段。但是现有的煤直接液化性能的评价装置中，受限于装置本身的设计，往往所能考察的条件范围比较窄，这就导致所获得的煤液化性能评价试验结果与实际情况有所偏差。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤直接液化性能的评价装置及评价方法，以解决现有技术中的煤直接液化性能的评价装置导致所获得的煤液化性能评价试验结果与实际情况有所偏差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤直接液化性能的评价装置，包括依次相连的煤浆和氢气输送单元、煤浆预热和反应单元和煤液化产品分离单元，其中，煤浆预热和反应单元包括：两段式预热器，与煤浆和氢气输送单元的出口连通，两段式预热器包括串联设置的第一段预热器和第二段预热器；反应器，与第二段预热器的出口连通，其中，第二段预热器的出口通过三通阀分别与反应器的入口和煤液化产品分离单元的入口连通。

进一步地，反应器为多个，多个反应器串联设置，且各反应器的出口连通于煤液化产品分离单元的入口。

进一步地，煤浆和氢气输送单元包括：煤浆配置罐，煤浆配置罐的入口连通有煤浆进料管线；高压煤浆泵，设置于煤浆配置罐的出口与煤浆预热和反应单元的入口之间；氢气压缩机，设置于高压煤浆泵的出口与煤浆预热和反应单元的入口之间，且氢气压缩机的入口连通有氢气输送管线。