本發(fā)明涉及到化工設(shè)備，具體指一種煤熱解制油裝置及煤熱解制油方法。
背景技術(shù)：
：煤直接加氫工藝過程主要包括煤的破碎與干燥、煤漿制備、加氫液化、固液分離、氣體凈化、液體產(chǎn)品分餾和精制以及制氫等部分。主要流程為：在高溫高壓下，高濃度煤漿中的煤發(fā)生熱解，在催化劑作用下進(jìn)行加氫和分解，最終成為穩(wěn)定的液體分子。液化過程中，將煤、催化劑和循環(huán)油制成的煤漿，與制得的氫氣混合送入反應(yīng)器。在液化反應(yīng)器內(nèi)，煤首先發(fā)生熱解反應(yīng)，生成自由基“碎片”，不穩(wěn)定的自由基“碎片”再與氫在催化劑存在條件下結(jié)合，形成分子量比煤低得多的初級(jí)加氫產(chǎn)物。出反應(yīng)器的產(chǎn)物構(gòu)成十分復(fù)雜，包括氣、液、固三相。氣相的主要成分是氫氣，分離后循環(huán)返回反應(yīng)器重新參加反應(yīng)；固相為未反應(yīng)的煤、礦物質(zhì)及催化劑；液相則為輕油(粗汽油)、中油等餾份油及重油。液相餾份油經(jīng)提質(zhì)加工(如加氫精制、加氫裂化和重整等)得到合格的汽油、柴油和航空煤油等產(chǎn)品。重質(zhì)的液固淤漿經(jīng)進(jìn)一步分離得到重油和殘?jiān)赜妥鳛檠h(huán)溶劑用于煤漿制備?，F(xiàn)有的煤直接液化技術(shù)中，反應(yīng)器反應(yīng)壓力高達(dá)17MPa-30Mpa，氫耗量高達(dá)6％-10％，流程復(fù)雜，投資成本高。工藝過程中不僅要補(bǔ)充大量新氫，還需要循環(huán)油作供氫溶劑，裝置生產(chǎn)能力降低，出液化反應(yīng)器的產(chǎn)物組成復(fù)雜，固液兩相分離困難，產(chǎn)油率低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種反應(yīng)條件溫和、氫耗量小、產(chǎn)油率高的煤熱解制油裝置。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)費(fèi)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種煤熱解制油方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該煤熱解制油裝置，包括氣化爐，所述氣化爐的頂部設(shè)有氣化噴嘴，所述氣化爐的上部為氣化室，所述氣化室的底部為激冷室，所述氣化室的底部出口和激冷室通過下降管相連通，所述氣化爐的底部設(shè)有渣出口；其特征在于：所述氣化爐通過合成氣輸送通道連接熱解室；所述熱解室的頂部設(shè)有煤噴嘴4，所述熱解室的中部設(shè)有減溫噴嘴，所述熱解室的底部設(shè)有產(chǎn)品出口。所述氣化室為熱壁結(jié)構(gòu)，所述氣化室的底部為錐形結(jié)構(gòu)；所述氣化爐的側(cè)部上間隔設(shè)有多個(gè)蒸汽噴嘴，各所述蒸汽噴嘴的出口均對(duì)向所述氣化室的出口與所述下降管的入口交接處。所述熱解室的下部相對(duì)于所述熱解室的上部?jī)A斜設(shè)置。該結(jié)構(gòu)能夠?qū)τ蜌夂兔航惯M(jìn)行初步分離，方便下游的分離工序。上述各方案中的所述氣化噴嘴優(yōu)選包括第一本體，所述第一本體上由內(nèi)而外依次設(shè)有燃料通道、氧氣通道、蒸汽通道和第一冷卻通道。作為改進(jìn)，所述燃料通道與所述氧氣通道之間的隔層采用耐磨材料制備，以保證使用壽命。所述煤噴嘴可以根據(jù)需要選用現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種，較好的，所述煤噴嘴包括第二本體，所述第二本體上設(shè)有粉煤通道，所述粉煤通道外設(shè)有第二冷卻通道。所述本體采用耐磨材料制備。使用上述煤熱解制油裝置的煤熱解制油方法，其特征在于包括下述步驟：燃料、氧氣和水蒸汽自所述氣化噴嘴的對(duì)應(yīng)通道內(nèi)進(jìn)入所述氣化室內(nèi)，在1000～1700℃、3～9MPa下反應(yīng)，生成的合成氣和液態(tài)渣從所述氣化室的底部出口進(jìn)入所述下降管內(nèi)；水蒸汽通過所述蒸汽噴嘴噴向氣化室的出口物料，對(duì)出口物料進(jìn)行一次降溫，同時(shí)與出口物料中的合成氣進(jìn)行二次反應(yīng)，增加合成氣中的氫氣含量；液態(tài)渣在重力作用下經(jīng)由所述下降管進(jìn)入所述激冷室，冷卻后從所述渣出口排出；控制所述激冷室內(nèi)溫度小于等于300℃；合成氣經(jīng)由所述合成氣輸送通道進(jìn)入所述熱解室內(nèi)；煤粉從所述煤噴嘴噴入到所述熱解室內(nèi)，煤粉在高溫臨氫條件下進(jìn)行煤加氫快速熱解反應(yīng)，產(chǎn)出油氣并生成煤渣；控制所述熱解室內(nèi)反應(yīng)溫度為600～1500℃，反應(yīng)壓力3～9MPa；冷卻介質(zhì)從所述減溫噴嘴噴入所述熱解室內(nèi)，對(duì)熱解室產(chǎn)物進(jìn)行冷卻，冷卻后的產(chǎn)物從所述產(chǎn)品出口排至下游?？刂七M(jìn)入所述熱解室內(nèi)合成氣中氫氣含量為干基煤粉質(zhì)量的5.5％。所述產(chǎn)品出口內(nèi)的物料出口溫度為490-510℃。所述燃料為煤粉、焦粉或天然氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的煤熱解制油裝置及煤熱解制油方法本發(fā)明提供一種應(yīng)用煤快速熱解技術(shù)的外置組合反應(yīng)器，可以滿足煤快速熱解的工業(yè)化應(yīng)用。本反應(yīng)器可以同時(shí)滿足煤氣化和煤加氫的需要，不需要另外提供氫源。其氣化系統(tǒng)與熱解系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，有利于反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行，有利于裝置的大型化。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中氣化噴嘴的剖視示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中煤噴嘴的剖視示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1至圖3所示，該煤熱解制油裝置包括相互連通的氣化爐1和熱解室3。氣化爐1自上而下依次包括氣化室11、下降管12和激冷室13。氣化室11為熱壁反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有氣化噴嘴2，其下部為錐形結(jié)構(gòu)，其底部出口15連通下降管12的入口。下降管12連接有冷卻水管道16，通過冷卻水管道16向下降管12表面通入激冷水，在下降管內(nèi)壁形成水膜保護(hù)下降管。下降管12的入口為外擴(kuò)的喇叭口，以方便承接氣化室出口物料。下降管12的出口插入到激冷室13的液面內(nèi)。激冷室13連接有激冷水管道17，通過激冷水管道向激冷室內(nèi)輸送激冷水；激冷室13的底部設(shè)有渣出口14。蒸汽噴嘴6，有多個(gè)，間隔設(shè)置在氣化爐的側(cè)壁上并沿氣化爐的周向均勻布置；各蒸汽噴嘴6的出口均對(duì)向氣化室的底部出口與下降管的入口交界處，以使蒸汽噴向氣化室出口物料。本實(shí)施例中蒸汽噴嘴6的軸線與氣化室的底部錐形側(cè)壁平行。氣化爐1的合成氣出口通過合成氣輸送通道31連接熱解室3。熱解室3分為上部和下部?jī)刹糠?，熱解室上部豎直設(shè)置，熱解室3的下部相對(duì)于熱解室的上部?jī)A斜設(shè)置，以使熱解室內(nèi)產(chǎn)物中的氣相和固相進(jìn)行初步分層，方便下游工序的分離。熱解室3的頂部設(shè)有煤噴嘴4，熱解室的中部設(shè)有減溫噴嘴5，熱解室3的底部設(shè)有產(chǎn)品出口31。上述蒸汽噴嘴6和減溫噴嘴5的結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要選用現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種或多種組合使用。氣化噴嘴2包括第一本體，第一本體上由內(nèi)而外依次設(shè)有燃料通道22、氧氣通道23、蒸汽通道24和第一冷卻通道25；燃料通道22與所述氧氣通道23之間的隔層26采用耐磨材料制備。煤噴嘴4包括第二本體41，第二本體41上設(shè)有粉煤通道42，粉煤通道42外設(shè)有第二冷卻通道43。第二本體41采用耐磨材料制備。使用上述煤熱解制油裝置的煤熱解制油方法包括下述步驟：燃料、氧氣和水蒸汽自所述氣化噴嘴2的對(duì)應(yīng)通道內(nèi)進(jìn)入氣化室11內(nèi)，在1500℃、4MPa下反應(yīng)，生成的合成氣和液態(tài)渣從氣化室11的底部出口進(jìn)入下降管12內(nèi)；燃料可以根據(jù)方便選用煤粉、焦粉或天然氣。水蒸汽通過所述蒸汽噴嘴6噴向氣化室的出口物料，對(duì)出口物料進(jìn)行一次降溫，同時(shí)與出口物料中的合成氣進(jìn)行二次反應(yīng)，增加合成氣中的氫氣含量；液態(tài)渣在重力作用下經(jīng)由下降管12進(jìn)入激冷室13，冷卻后從渣出口14排出；控制激冷室內(nèi)溫度小于等于300℃；合成氣經(jīng)由合成氣輸送通道31進(jìn)入所述熱解室3內(nèi)；煤粉從煤噴嘴4噴入到熱解室3內(nèi)，煤粉在高溫臨氫條件下進(jìn)行煤加氫快速熱解反應(yīng)，產(chǎn)出油氣并生成煤渣；控制所述熱解室3內(nèi)反應(yīng)溫度為1300℃，反應(yīng)壓力3.8MPa；進(jìn)入熱解室3內(nèi)合成氣中氫氣含量為干基煤粉質(zhì)量的5.5％。冷卻水從減溫噴嘴5噴入到熱解室3內(nèi)，對(duì)熱解室產(chǎn)物進(jìn)行冷卻，冷卻后的產(chǎn)物從產(chǎn)品出口31排至下游，控制產(chǎn)品出口31內(nèi)的物料出口溫度為500℃。將本實(shí)施例與常規(guī)煤制油方法進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。表1煤炭直接液化煤炭間接液化煤炭干餾實(shí)施例氫耗制氫裝置制氫裝置-----不需額外補(bǔ)充氫氣項(xiàng)目煤耗3.5噸/噸油品4噸/噸油品25噸/噸油品3.34噸/噸油品當(dāng)前第1頁1 2 3