一种自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统
本实用新型公开了一种自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其中一种自适应三循环加压含碳物料梯级转化装置系统包括含碳物料备料系统、含碳物料加压热化学转化系统、富碳颗粒化学链转化系统、多相流分离系统、本实用新型所公开的装置系统以石油焦、重质油砂岩、生物质、低阶煤炭资源等含碳物料为原料，可实现含碳物料的高效清洁转化与梯级利用，用于生产高品质轻质油品及合成气，基于该实用新型所公开的含碳物料梯级转化装置系统可构建新型煤、油、化、电多联产模式。
实用新型
CN201821375259.4
2018-08-24
CN208964862U
2019-06-11
C10G1/06(2006.01)
李大鹏
李大鹏;刘国海
710075 陕西省西安市高新区科技二路75号
西安智大知识产权代理事务所
杨晔
1.一种自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，包括含碳物料备料系统、含碳物料加压热化学转化系统、富碳颗粒化学链转化系统及多相流分流系统； 所述的含碳物料备料系统包括依次相连的含碳物料预处理子装置(10)、含碳物料输送装置(11)、物料输送控制装置(12)和含碳物料稳态输送反馈器(13)； 所述的多相流分流系统包括多相流干法分流单元、多相流淬冷沉降器(60)、多相流湿法分流器(63)； 所述的多相流干法分流单元包括多属性颗粒分流器(22)、一级多相流分流器(32)、二级多相流分流器(40)、三级多相流分流器(50)； 所述的含碳物料加压热化学转化系统包括含碳物料加压热化学反应单元(30)，在含碳物料加压热化学反应单元(30)中部的混合物料强化传递区(30-3)上分别开设有与含碳物料稳态输送反馈器(13)相连的含碳物料投料口(301)及与多孔活性颗粒返料单元(310)相连接的多孔活性颗粒入口(302)，所述的含碳物料加压热化学反应单元(30)底部的多相流整流区(30-1)出口通过耐火衬里与热容/床层密度调控流化循环单元(27)相连，所述的含碳物料加压热化学反应单元(30)的顶部还与一级多相流分流器(32)相连，一级多相流分流器(32)分流所得贫碳颗粒下行依次经一级多相流分流器流化料腿(33)、贫碳颗粒密封返料器(34)与含碳物料加压热化学反应单元(30)的多相流温度调控区(30-2)相连，一级多相流分流器(32)顶部输出的高温气-固混合流体通过衬里管道(35)进入二级多相流分流器(40)，二级多相流分流器(40)分流所得富碳粗颗粒下行依次经二级多相流分流器流化料腿(41)、富碳粗颗粒密封返料器(42)循环返回富碳颗粒化学链转化系统的富碳颗粒化学链反应单元(20)底部的循环颗粒强化传递区(20-1)，二级多相流分流器(40)顶部输出的高温气-固混合流体通过二级衬里管道(43)进入三级多相流分流器(50)，三级多相流分流器(50)分流所得富碳细颗粒下行依次进入三级多相流分流器流化料腿(51)、流化消能器(52)后进入与复配制浆剂(104)相连的级配料浆制备单元(53)，制成稳定悬浮液后进入悬液料浆储罐(105)，悬液料浆储罐(105)通过活性富碳细颗粒循环返料单元(210)与富碳颗粒化学链反应单元(20)的化学链起始反应区(20-3)相连，三级多相流分流器(50)分流所得的含超细颗粒的气-固混合流体在抽引急冷管(54)中与淬冷剂(103)混合后进入多相流分离系统的多相流淬冷沉降器(60)； 所述的富碳颗粒化学链转化系统包括富碳颗粒化学链反应单元(20)，在富碳颗粒化学链反应单元(20)下端出口设置有惰性颗粒排放管(25)，经惰性颗粒排放管(25)外排的高温惰性颗粒下行进入惰性颗粒排放及热能回收单元(80)，富碳颗粒化学链反应单元(20)的上端出口通过衬里管道(21)与多属性颗粒分流器(22)相连，多属性颗粒分流器(22)的上端通过分流器衬里管道(26)与含碳物料加压热化学反应单元(30)下端的多相整流区相连，多属性颗粒分流器(22)下端经多属性颗粒分流器流化料腿(23)分别与多孔颗粒密封返料器(24)及热容/床层密度调控流化循环单元(27)相连； 所述的多相流分离系统的多相流淬冷沉降器(60)，多相流淬冷沉降器(60)的上端开设有气相产物出口(106)，下端分别与第一、二交叉处理器(61a、61b)的入口相连，第一、二交叉处理器(61a、61b)的出口经轻馏分油多效回收塔(62)与多相流湿法分流器(63)相连，多相流湿法分流器(63)分离的重馏分油由重馏分油出口(107)输出，分流后所得到的重质组分下行进入胶体颗粒分流器(64)，分离所得的富碳胶体颗粒再进入胶体颗粒改性活化塔(65)，胶体颗粒改性活化塔(65)获得的多孔活性颗粒再经多孔活性颗粒输送器(109)、循环返回含碳物料加压热化学反应单元(30)，胶体颗粒改性活化塔(65)的侧壁上还开设有与改性剂输送器(108)相连的入口。 2.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，所述的富碳颗粒化学链反应单元(20)包括自下而上的循环颗粒强化传递区(20-1)、富碳颗粒活化区(20-2)、化学链起始反应区(20-3)、化学链深度反应区(20-4)和过渡调控区(20-5)，且循环颗粒强化传递区(20-1)侧壁、富碳颗粒活化区(20-2)侧壁、化学链起始反应区(20-3)侧壁自下而上分别开设有数量1～10个通过流量控制阀与活化剂(200)相连的活化剂入口，悬液料浆储罐(105)通过活性富碳细颗粒循环返料单元(210)与富碳颗粒化学链反应单元(20)的化学链起始反应区(20-3)相连接。 3.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，所述的含碳物料加压热化学反应单元(30)包括自下而上的多相流整流区(30-1)、多相流温度调控区(30-2)、混合物料强化传递区(30-3)和临氢热裂解反应区(30-4)，且含碳物料入口(301)、多孔活性颗粒返料单元(310)与混合物料强化传递区(30-3)相连通，多属性颗粒分流器流化料腿(23)底部通过热容/床层密度调控流化循环单元(27)与含碳物料加压热化学反应单元(30)底部的多相流整流区(30-1)相连接。 4.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，多孔活性颗粒返料单元(310)包括胶体颗粒分流器(64)、胶体颗粒改性活化塔(65)以及与胶体颗粒改性活化塔(65)相连的改性剂输送器(108)和多孔活性颗粒输送器(109)。 5.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，所述的富碳颗粒化学链反应单元(20)与多属性颗粒分流器(22)通过衬里管道(21)相连，多属性颗粒分流器流化料腿(23)通过多孔颗粒密封返料器(24)与富碳颗粒化学链反应单元(20)底部的循环颗粒强化传递区(20-1)入口相连，且富碳颗粒化学链反应单元(20)的轴向与多孔颗粒密封返料器(24)、富碳粗颗粒密封返料器(42)的轴向夹角分别为40°～90°。 6.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，所述的含碳物料加压热化学反应单元(30)与一级多相流分流器(32)通过衬里管道(31)相连，一级多相流分流器流化料腿(33)通过贫碳颗粒密封返料器(34)与含碳物料加压热化学反应单元(30)的多相流温度调控区(30-2)相连，且含碳物料加压热化学反应单元(30)的轴向分别与衬里管道(31)、贫碳颗粒密封返料器(34)的轴向夹角为40°～90°。 7.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，所述的三级多相流分流器(50)中下部抽引急冷管(54)出口端与多相流淬冷沉降器(60)顶部入口相连接，抽引急冷管(54)入口端由异径接头(54-1)和套装在其中的抽引喉管(54-2)组成，异径接头(54-1)与抽引喉管(54-2)之间形成了环形腔(54-3)，淬冷剂(103)由异径接头(54-1)进入抽引急冷管(54)经环形腔(54-3)与三级多相流分流器(50)输出的高温气固混合流体相混合，抽引急冷管(54)位于三级多相流分流器(50)锥部垂直高度的1/5～2/3处，其中心线与垂线的夹角为30°～65°。 8.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于，所述的多相流淬冷沉降器(60)底部为交叉状出料口，每个出料口分别通过切断阀与第一、二交叉处理器(61a、61b)相连，第一、二交叉处理器(61a、61b)出口合并后与轻馏分油多效回收塔(62)入口相连。 9.根据权利要求1所述的自适应三循环加压含碳物料梯级转化系统，其特征在于：所述的分流器衬里管道(26)通过热容耦合补偿调控器(70)与二级衬里管道(43)相连接。