[发明专利]一种煤直接液化的悬浮床强化反应系统及方法

权利要求书

1.一种煤直接液化的悬浮床强化反应系统，其特征在于，包括：

进料单元,用以制备煤浆，并对煤浆和氢气进行输送；

液化反应单元，其与所述进料单元连接，用于将所述煤浆和氢气进行液化反应，将液化反应产物进行分离和精馏得到轻质馏分、馏出油与氢气；

催化加氢单元，其与所述液化反应单元连接，用于将所述轻质馏分、馏出油和氢气进行催化加氢反应，最终得到供氢性溶剂和产品油；

微界面发生器，分别设置在所述液化反应单元和所述液化反应单元与所述催化加氢单元之间，分别用于在液化反应和催化加氢之前，将所述氢气破碎成微米级气泡，以增大液化反应和催化加氢过程中氢气与相对应的反应物之间的相界传质面积，同时减小了液膜厚度，降低了传质阻力，强化反应效率。

2.根据权利要求1所述的煤直接液化的悬浮床强化反应系统，其特征在于，所述微米级气泡为直径大于等于1μm、小于1mm的微米级气泡。

3.根据权利要求1所述的煤直接液化的悬浮床强化反应系统，其特征在于，所述液化反应单元，包括：第一悬浮床反应器、高温分离器、低温分离器、常压精馏塔和减压精馏塔。

4.根据权利要求1述的煤直接液化的悬浮床强化反应系统，其特征在于，所述液化反应单元的微界面发生器为第一微界面发生器，且所述第一微界面发生器设置在所述第一悬浮床反应器内部。

5.根据权利要求1所述的煤直接液化的悬浮床强化反应系统，其特征在于，所述催化加氢单元，包括：第二悬浮床反应器、气液分离器和产品分馏塔。

6.根据权利要求1所述的煤直接液化的悬浮床强化反应系统，其特征在于，所述液化反应单元与所述催化加氢单元之间的微界面发生器为第二微界面发生器，且所述第二微界面发生器与所述第二悬浮床反应器进口相连。

7.一种煤直接液化的悬浮床强化反应方法，其特征在于，包括：

将原料煤制备成一种煤浆,并将煤浆送入第一悬浮床反应器，与此同时，将氢气通入第一微界面发生器；

所述第一微界面发生器将所述氢气破碎成微米尺度的微米级气泡，并将微米级气泡输送至第一悬浮床反应器内部与所述煤浆进行液化反应；

将液化反应产物在分离器中进行气液分离，其中的液相部分通过精馏塔形成轻质馏分和馏出油，将所述轻质馏分和馏出油进行混合后与氢气一同送至所述第二微界面发生器内部；

所述第二微界面发生器将所述氢气破碎成微米尺度的微米级气泡，并将微米级气泡与所述轻质馏分和馏出油的混合物进行气液混合形成气液乳化物，并将乳化物送至第二悬浮床反应器内部，进行催化加氢反应；

将催化加氢产物通过分馏塔分离出供氢性溶剂和其它产品油。

8.根据权利要求7所述的煤直接液化的悬浮床强化反应方法，其特征在于，所述微界面发生器通过将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给氢气气泡，使氢气破碎成微米级气泡。

9.根据权利要求7所述的煤直接液化的悬浮床强化反应方法，其特征在于，所述液化反应的温度为400-460℃，压力为1-12MPa。

10.根据权利要求7所述的煤直接液化的悬浮床强化反应方法，其特征在于，所述催化加氢反应的温度为320-380℃，压力为2-15MPa。