專利名稱：一種處理煤直接液化殘渣的系統的制作方法
技術領域：
一種處理煤直接液化殘渣的系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種處理煤直接液化殘渣的系統，尤其是涉及一種通過使旋流分離器與過濾裝置耦合來萃取重質液化油和浙青類物質的系統。
背景技術：
[0002]煤炭直接液化是對我國石油資源短缺的重要補充，對我國能源安全具有重要意義。不管采用哪種煤炭直接液化工藝，如IGOR+工藝、NEDOL工藝和神華液化工藝 (ZL200410070249. 6和ZL200610090484. 9)，煤的轉化率都不可能達到100%，最后總是有約占液化進煤量的30%左右的液化殘渣副產物。它是一種高碳、高灰和高硫的物質，主要由煤中的礦物質、催化劑、以固體物形式存在的未反應煤、浙青烯和重質液化油組成。其中殘渣中的重質液化油、浙青類物質含量約占殘渣量的50%左右，未轉化煤約占30%左右，灰分和催化劑約占20%左右。[0003]回收液化殘渣中的重質油品，對提高整個煤液化工藝的油收率，從而提高液化廠的經濟效益，提高資源的利用效率，減少能源浪費具有非常重要的意義。另外，煤直接液化殘渣中的浙青質主要由多環的縮合芳烴組成，具有芳香度高，碳含量高，容易聚合或交聯的特點，具有很多石油浙青質所沒有的特性，非常適合作為制備碳素材料的原料，是一種非常寶貴而獨特的資源，煤液化浙青質的應用日益受到人們的重視，有望制備出一些高附加值的碳素制品。中國專利ZL200510047800. X公開了一種以煤炭直接液化殘渣為原料利用等離子體來制備納米碳材料的方法。中國專利ZL200610012547. 9公開了一種將煤液化殘渣作為道路浙青改性劑的方法。中國專利ZL200910087907. 5公開了一種利用煤直接液化殘渣制備浙青基碳纖維的方法。中國ZL200910086158. 4公開了一種以煤液化殘渣制備中間相浙青的方法。這些方法均是以煤液化殘渣中的浙青類物質為原料，但并沒有從殘渣中分離出重質液化油并加以利用，無疑造成了油品資源的浪費，而且殘渣中浙青類物質的抽提均是以價格昂貴的純化學試劑為溶劑，成本相對較高，目前研究基本處于實驗室小試階段。[0004]當前對煤液化殘渣的大宗利用途徑主要有燃燒、焦化制油、氣化制氫等方法。煤液化殘渣作為燃料直接在鍋爐或窯爐中燃燒，無疑將影響煤液化的經濟性，造成資源的浪費， 而且液化殘渣中較高的硫含量在燃燒過程中將帶來環境方面的問題。焦化制油是將液化殘渣中的浙青烯轉化為重質油和可蒸餾油，雖然在一定程度上可以增加煤液化工藝的液體油收率，但液化殘渣焦化后半焦收率高，油收率低，而且焦化過程得到半焦的硫含量高和灰含量高，其利用途徑也不十分明確。專利CN101760220A公開了一種煤炭液化殘渣的連續焦化方法和設備，焦化操作在高溫、高真空度下進行，但由于重質液化油中芳烴含量高、容易聚合，在熱處理時有相當比例的重質液化油縮聚為焦炭，因此實際得到的重質油比例并不高。 將液化殘渣進行氣化制氫的方法是一種有效的大規模利用的途徑，但對殘渣中的浙青類物質和重質油的高附加值利用潛力未得到體現。[0005]將殘渣中50%左右的重質油、浙青烯等有較高利用價值的物質分離出來并分別進行綜合加工利用，使其產生更大的經濟效益，一直是煤直接液化領域的一個富有挑戰性的課題。其中的難點之一在于固液分離和溶劑回收的問題。這些問題之所以難以解決是由于液化殘渣的特點決定的。煤炭直接液化殘渣中固體物的顆粒粒度很細，顆粒粒度分布從不到1 μ m到數微米，部分懸浮于殘液中，部分呈膠體狀態；由于液化殘渣中前浙青烯、浙青烯等高黏度物質的存在，以及未轉化煤在其中的溶脹、膠溶等作用都會決定了液化殘渣的黏度非常高；由于液相基本由重質液化油和浙青質組成，因此液相與固體顆粒之間的密度差比較小。所有這些特點導致了液化殘渣固液分離的難度。JP1304182公開了一種從直接液化殘渣中分離出重質液化油和浙青類物質的方法。CN101885976A、CN101962560A和 CN101962561A公開了一種從煤直接液化殘渣中萃取出重液化油和浙青質并分別加以綜合利用的方法。以上專利提供的工藝路線最大程度地發揮了殘渣中重質油和浙青質的利用潛力，但并沒有給出具體的固液分離和萃取溶劑回收方案。本實用新型人經過多年的研究發現，選擇合適的溶劑可以從液化殘渣中萃取出重質液化油和浙青類物質，但在殘渣萃取工藝中，殘渣固體物濃度大，通常不可溶固體顆粒物的濃度占萃取體系的10 40%，而且由于浙青質等高粘度物質的存在，使萃取體系粘度相對較大，給萃取體系的固液分離帶來很大困難。因此，如何實現萃取混合物(萃取溶劑、液化重質油和浙青質)與萃余物(殘渣中固體部分)的高效固液分離，最大程度地回收萃取溶劑，從而提高萃取工藝的技術經濟可行性，是制約殘渣萃取技術發展的主要瓶頸。目前國內外的研究成果并沒有有效地解決這一問題。專利JP2289684和專利JP61276889采用重力沉降的方法對萃取混合物和萃余物進行分離，但該方法分離效率相對較低，沉降設備比較笨重，最終得到的萃取物灰分很難達到低于的要求，萃取溶劑損失比較大。Kerr-McGee 公司(美國專利號3607716，美國專利號3607717)采用輕質芳烴溶劑如甲苯等，在超臨界條件下萃取液化殘渣，固液分離依然采用重力沉降的方法，盡管該工藝可以得到灰份小于的萃取產物，溶劑回收率較高，但萃取溫度比較高325 340°C，壓力比較大5. OMPa,該工藝萃取條件相對較苛刻，裝置能耗高、設備要求高，而且沉降分離的效率也不高。
實用新型內容本實用新型提供了一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，目的是實現液化殘渣萃取混合物與萃余物的固液高效分離，得到灰分低于0. 的殘渣萃取物(包括重質液化油和浙青類物質)，該萃取物將成為高附加值產品的優質原料；同時，本系統可以最大程度地回收萃取溶劑，提高溶劑回收率，以利于實現裝置的長期穩定運轉，降低運行成本，從而提高工藝過程的技術經濟性。本實用新型提供的一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于用一種特定餾份段的液化油(稱為第一溶劑)作為萃取溶劑，對煤直接液化殘渣進行萃取以獲得液化殘渣的萃取混合物(包括溶劑、萃取重質液化油、萃取浙青質)和萃余物。本實用新型提供的一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于將旋流分離器與過濾裝置進行耦合，用于液化殘渣萃取物與萃余物的固液分離。具體地說，該系統首先用投資成本低、可靠性高且適合長周期連續運轉且分離效率高的旋流分離器進行萃取混合物與萃余物的固液粗分離，然后針對后續工藝的要求，對旋流分離器的溢流清液進行精密過濾，得到灰份小于0. 的液化殘渣萃取物(包括重質液化油和浙青類物質)。本實用新型提供的一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于，針對旋流分
6離器底流中溶劑殘留量大，以及殘渣中可萃取物未被完全分離的問題，用另一種特定餾份段的液化油(稱為第二溶劑)作為萃取溶劑，對旋流分離底流進行再萃取，進而回收溶劑和殘渣萃取物。本實用新型提供的一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于第二溶劑再萃取后的底流首先進行加壓粗過濾，回收殘留溶劑和萃取物；然后對濾渣用熱媒反吹，進行干燥處理，進一步回收殘留于濾渣中的萃取溶劑。在一個方面，本實用新型提供了一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于， 所述系統包括殘渣萃取裝置，具有煤直接液化殘渣入口、第一溶劑入口和煤液化殘渣萃取混合物出口 ；第一旋流分離器，具有煤液化殘渣萃取混合物入口，殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口連接至所述第一旋流分離器的所述煤液化殘渣萃取混合物入口， 濃縮的底流混合物出口，和澄清液相混合物出口 ；再萃取裝置，具有濃縮的底流混合物入口、第二溶劑入口和再萃取固液混合物出口，所述再萃取裝置的所述濃縮的底流混合物入口連接至所述第一旋流分離器的所述濃縮的底流混合物出口 ；第二旋流分離器，具有再萃取固液混合物入口，所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口連接至所述第二旋流分離器的所述再萃取固液混合物入口，濃縮的再萃取底流混合物出口，和再萃取澄清液相混合物出口 ；加壓粗過濾裝置，具有濃縮的再萃取底流混合物入口和粗過濾濾液出口，所述加壓粗過濾裝置的所述濃縮的再萃取底流混合物入口連接至所述第二旋流分離器的所述濃縮的再萃取底流混合物出口 ；精密過濾裝置，具有澄清液相混合物入口，所述精密過濾裝置的所述澄清液相混合物入口連接至所述第一旋流分離器的所述澄清液相混合物出口和所述第二旋流分離器的所述再萃取澄清液相混合物出口 ；粗過濾濾液入口，所述粗過濾濾液入口連接至所述加壓粗過濾裝置的所述粗過濾濾液出口 ；和精密過濾澄清濾液出口 ；以及蒸餾分離裝置，具有精密過濾澄清濾液入口、重質液化油出口、浙青質出口、回收的第一溶劑出口和回收的第二溶劑出口，其中，所述精密過濾裝置的所述精密過濾澄清濾液出口連接至所述蒸餾分離裝置的所述精密過濾澄清濾液入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述系統進一步包括第一儲罐，所述第一旋流分離器的所述澄清液相混合物出口和所述第二旋流分離器的所述再萃取澄清液相混合物出口經由所述第一儲罐而連接至所述精密過濾裝置的所述澄清液相混合物入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述系統進一步包括第二儲罐，所述精密過濾裝置的所述精密過濾澄清濾液出口經由所述第二儲罐連接至所述蒸餾分離裝置的所述精密過濾澄清濾液入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述加壓粗過濾裝置還具有反吹熱媒入口和油氣混合物出口 所述熱媒經由所述加壓粗過濾裝置的所述反吹熱媒入口進入所述加壓粗過濾裝置，使經由所述加壓粗過濾裝置的所述油氣混合物出口排出的粗過濾的油氣混合物與從所述精密過濾裝置的所述精密過濾澄清濾液出口排出的精密過濾澄清濾液一起進入所述蒸餾分離裝置中。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述系統進一步包括熱媒加熱裝置和油氣分離裝置，所述熱媒加熱裝置具有熱媒入口和反吹熱媒出口，熱媒經由所述熱媒加熱裝置的所述熱媒入口進入所述熱媒加熱裝置中，并在加熱后經由所述熱媒加熱裝置的所述反吹熱媒出口排出，所述熱媒加熱裝置的所述反吹熱媒出口連接至所述加壓粗過濾裝置的所述
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反吹熱媒入口 ；所述油氣分離裝置具有油氣混合物入口和油份出口，所述油氣分離裝置的所述油氣混合物入口連接至所述加壓粗過濾裝置的所述油氣混合物出口，所述油氣分離裝置的所述油份出口連接至所述蒸餾分離裝置的所述精密過濾澄清濾液入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述殘渣萃取裝置和再萃取裝置均設置有攪拌設備和循環泵。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述精密過濾裝置和加壓粗過濾裝置均設置有壓力提供設備和反吹氣系統。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述殘渣萃取裝置還具有位于所述殘渣萃取裝置上部的殘渣萃取混合物入口，所述殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口位于所述殘渣萃取裝置的底部，并且所述殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口還連接至所述殘渣萃取裝置上部的所述殘渣萃取混合物入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述殘渣萃取裝置還具有回收的第一溶劑入口，位于所述殘渣萃取裝置的頂部或上部，所述蒸餾分離裝置的所述回收的第一溶劑出口連接至所述殘渣萃取裝置的所述回收和第一溶劑入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述再萃取裝置還具有回收的第二溶劑入口，位于所述再萃取裝置的頂部或上部，所述蒸餾分離裝置的所述回收的第二溶劑出口連接至所述再萃取裝置的所述回收的第二溶劑入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述再萃取裝置還具有位于所述再萃取裝置上部的再萃取固液混合物入口，所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口位于所述再萃取裝置的底部，并且所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口還連接至所述再萃取裝置上部的所述再萃取固液混合物入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述油氣分離裝置還具有循環熱媒出口，位于所述油氣分離裝置的頂部或上部。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述油氣分離裝置的所述循環熱媒出口連接至所述油氣分離裝置的所述熱媒入口。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述第一儲罐至少具有液體入口和液體出根據本實用新型的系統，其特征在于，所述第二儲罐至少具有液體入口和液體出根據本實用新型的系統，其特征在于，在所述殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口與所述第一旋流分離器的所述煤液化殘渣萃取混合物入口之間設置有增壓泵，并且在所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口與所述第二旋流分離器的所述再萃取固液混合物入口之間設置有增壓泵。根據本實用新型的系統，其特征在于，所述精密過濾裝置的過濾孔徑為0.5 3 μ m0根據本實用新型的系統，其特征在于，所述加壓粗過濾裝置的過濾孔徑為10 50 μ m0根據本實用新型的系統，其特征在于，所述蒸餾分離裝置為常壓蒸餾塔、減壓蒸餾塔、或常壓蒸餾塔和減壓蒸餾塔的組合。[0031]本實用新型提供的處理煤直接液化殘渣中重質液化油和浙青類物質的系統，采用分離效率高、設備體積小、操作靈活、容易實現長周期運轉的旋流分離器進行萃取混合物與萃余物的固液分離，并耦合以精密過濾來獲得高質量、低灰份的萃取物(重質液化油和浙青類物質)；采用輕質溶劑再萃取的方法，最大限度地提高了液化殘渣的萃取率和第一溶劑的回收率；采用粗過濾后反吹干燥的方法最大限度地提高了第二溶劑的回收率。該系統解決了殘渣萃取技術中固液分離的難題，同時最大程度地回收了萃取溶劑，降低了溶劑損失，實現了溶劑的循環利用。該系統使得工藝過程簡單、可操作性強，易于實現長周期運轉， 提高了整個液化工藝的油收率，并為碳素材料的制備提供了優質的原料，避免了液化殘渣資源的浪費，對提高液化廠的整體經濟效益具有非常重要的現實意義。
下面參照附圖，可以更容易理解本實用新型的技術方案。附圖中圖1示出了一種處理煤直接液化殘渣的系統的示意圖。
具體實施方式
在本實用新型中，為了突出本實用新型的重點，對一些常規的操作和設備、裝置、 部件進行的省略，或僅作簡單描述。在本實用新型中，“與…相連”或“連接至”或“連通”，既可以是二者直接相連，也可以隔著常見的部件或裝置(例如閥、泵、換熱器等)相連或連接。在本實用新型中，“煤直接液化殘渣”和“煤液化殘渣”可互換使用，均指煤液化產物利用真空閃蒸(減壓蒸餾)的固液分離工藝得到的煤液化殘渣。本實用新型的一個方面提供了一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于， 所述系統包括殘渣萃取裝置，具有煤直接液化殘渣入口、第一溶劑入口和煤液化殘渣萃取混合物出口 ；第一旋流分離器，具有煤液化殘渣萃取混合物入口，殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口連接至所述第一旋流分離器的所述煤液化殘渣萃取混合物入口， 濃縮的底流混合物出口，和澄清液相混合物出口 ；再萃取裝置，具有濃縮的底流混合物入口、第二溶劑入口和再萃取固液混合物出口，所述再萃取裝置的所述濃縮的底流混合物入口連接至所述第一旋流分離器的所述濃縮的底流混合物出口 ；第二旋流分離器，具有再萃取固液混合物入口，所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口連接至所述第二旋流分離器的所述再萃取固液混合物入口，濃縮的再萃取底流混合物出口，和再萃取澄清液相混合物出口 ；加壓粗過濾裝置，具有濃縮的再萃取底流混合物入口和粗過濾濾液出口，所述加壓粗過濾裝置的所述濃縮的再萃取底流混合物入口連接至所述第二旋流分離器的所述濃縮的再萃取底流混合物出口 ；精密過濾裝置，具有澄清液相混合物入口，所述精密過濾裝置的所述澄清液相混合物入口連接至所述第一旋流分離器的所述澄清液相混合物出口 ；粗過濾濾液入口，所述粗過濾濾液入口連接至所述加壓粗過濾裝置的所述粗過濾濾液出口 ； 和精密過濾澄清濾液出口 ；以及蒸餾分離裝置，具有精密過濾澄清濾液入口、重質液化油出口、浙青質出口、回收的第一溶劑出口和回收的第二溶劑出口，其中，所述精密過濾裝置的所述精密過濾澄清濾液出口連接至所述蒸餾分離裝置的所述精密過濾澄清濾液入口。優選地，本實用新型的系統進一步包括第一儲罐，所述第一旋流分離器的所述澄清液相混合物出口和所述第二旋流分離器的所述再萃取澄清液相混合物出口經由所述第一儲罐而連接至所述精密過濾裝置的所述澄清液相混合物入口。優選地，本實用新型的系統進一步包括第二儲罐，所述精密過濾裝置的所述精密過濾澄清濾液出口經由所述第二儲罐連接至所述蒸餾分離裝置的所述精密過濾澄清濾液入口。優選地，其中，所述加壓粗過濾裝置還具有反吹熱媒入口和油氣混合物出口 所述熱媒經由所述加壓粗過濾裝置的所述反吹熱媒入口進入所述加壓粗過濾裝置，使經由所述加壓粗過濾裝置的所述油氣混合物出口排出的粗過濾的油氣混合物與從所述精密過濾裝置的所述精密過濾澄清濾液出口排出的精密過濾澄清濾液一起進入所述蒸餾分離裝置中。優選地，其中，所述系統進一步包括熱媒加熱裝置和油氣分離裝置，所述熱媒加熱裝置具有熱媒入口和反吹熱媒出口，熱媒經由所述熱媒加熱裝置的所述熱媒入口進入所述熱媒加熱裝置中，并在加熱后經由所述熱媒加熱裝置的所述反吹熱媒出口排出，所述熱媒加熱裝置的所述反吹熱媒出口連接至所述加壓粗過濾裝置的所述反吹熱媒入口 ；所述油氣分離裝置具有油氣混合物入口和油份出口，所述油氣分離裝置的所述油氣混合物入口連接至所述加壓粗過濾裝置的所述油氣混合物出口，所述油氣分離裝置的所述油份出口連接至所述蒸餾分離裝置的所述精密過濾澄清濾液入口。優選地，其中，所述殘渣萃取裝置均設置有攪拌設備和循環泵。優選地，其中，所述精密過濾裝置和加壓粗過濾裝置均設置有壓力提供設備和反吹氣系統。優選地，其中，所述殘渣萃取裝置還具有位于所述殘渣萃取裝置上部的殘渣萃取混合物入口，所述殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口位于所述殘渣萃取裝置的底部，并且所述殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口還連接至所述殘渣萃取裝置上部的所述殘渣萃取混合物入口。優選地，其中，所述殘渣萃取裝置還具有回收的第一溶劑入口，位于所述殘渣萃取裝置的頂部或上部，所述蒸餾分離裝置的所述回收的第一溶劑出口連接至所述殘渣萃取裝置的所述回收的第一溶劑入口。優選地，其中，所述再萃取裝置還具有回收的第二溶劑入口，位于所述再萃取裝置的頂部或上部，所述蒸餾分離裝置的所述回收的第二溶劑出口連接至所述再萃取裝置的所述回收的第二溶劑入口。優選地，其中，所述再萃取裝置還具有位于所述再萃取裝置上部的再萃取固液混合物入口，所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口位于所述再萃取裝置的底部，并且所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口還連接至所述再萃取裝置上部的所述再萃取固液混合物入口。優選地，其中，所述油氣分離裝置還具有循環熱媒出口，位于所述油氣分離裝置的頂部或上部。優選地，其中，所述油氣分離裝置的所述循環熱媒出口連接至所述油氣分離裝置的所述熱媒入口。優選地，其中，所述第一儲罐至少具有液體入口和液體出口。 優選地，其中，所述第二儲罐至少具有液體入口和液體出口。
10[0052]優選地，其中，在所述殘渣萃取裝置的所述煤液化殘渣萃取混合物出口與所述第一旋流分離器的所述煤液化殘渣萃取混合物入口之間設置有增壓泵，并且在所述再萃取裝置的所述再萃取固液混合物出口與所述第二旋流分離器的所述再萃取固液混合物入口之間設置有增壓泵。優選地，其中，所述精密過濾裝置的過濾孔徑為0. 5 3 μ m。優選地，其中，所述加壓粗過濾裝置的過濾孔徑為10 50μπι。根據本實用新型的系統，其中，所述蒸餾分離裝置為常壓蒸餾塔、減壓蒸餾塔、或常壓蒸餾塔和減壓蒸餾塔的組合。根據本實用新型的另一個方面，提供了一種從煤炭直接液化殘渣中萃取重質液化油和浙青類物質的方法，所述方法包括以下步驟a)將煤液化殘渣粉與第一溶劑一起加入到殘渣萃取裝置中進行充分混合萃取，以將液化殘渣中的包括重質液化油和浙青質的可萃取物萃取到第一溶劑中；b)利用第一旋流分離器對步驟a)中得到的包括第一溶劑、重質液化油、浙青質的萃取混合物和殘渣萃余物進行固液分離，分別獲得上層溢流的澄清液相混合物和底部濃縮的底流混合物；c)將步驟b)中的底部濃縮的底流混合物與第二溶劑一起送入到再萃取裝置中進行再萃取處理，將底流混合物中夾帶的第一溶劑與可萃取物再萃取到第二溶劑中，以獲得再萃取混合物；d)利用第二旋流分離器對步驟C)中獲得的包括第一溶劑、第二溶劑、重質液化油、浙青質的再萃取混合物和殘渣萃余物進行第二次固液分離，分別獲得上層溢流的再萃取澄清液相混合物和底部濃縮的再萃取底流混合物；e)對步驟b)中的澄清液相混合物和步驟e)中的再萃取澄清液相混合物在精密過濾裝置中進行精密過濾，并將濾液送入到蒸餾分離裝置中；f)將步驟d)中的底部濃縮的再萃取底流混合物在加壓粗過濾裝置中進行加壓粗過濾，濾液部分與再萃取澄清液相混合物經精密過濾，送入蒸餾分離裝置；g)在蒸餾分離裝置中對萃取混合物進行分離，以回收第一溶劑、第二溶劑供循環使用，并獲得重質液化油和灰份小于0.的浙青類物質。優選地，所述方法在步驟f)和步驟g)之間還包括步驟h)對步驟f)中加壓粗過濾后剩余的濾渣用熱媒反吹進行干燥處理，回收殘留溶劑，送入蒸餾分離裝置。優選地，所述第一溶劑和第二溶劑均為煤直接液化過程中直接產生的液化油品， 所述第一溶劑為160 260°C的餾份，而所述第二溶劑為初餾點(IBP) 110°C的餾份。優選地，在所述步驟a)中的萃取操作條件為煤液化殘渣與所述第一溶劑的質量比為1 1 10，優選為1 2 8 ；隊和/或吐氣氛，壓力為0. 1 3.0MPa，優選為0.2 2. 5MPa ；萃取溫度為60 300°C，優選為80 250°C;萃取時間為5 120min，攪拌速率為 50 400r/min ；萃取后體系的固相濃度為5 30%，體系密度為0. 95 1. 5g/ml。優選地，在所述步驟b)和d)中萃取混合物和再萃取混合物經旋流分離后得到的上層溢流的澄清液相混合物的固相濃度為 5%，底部濃縮的底流混合物的固相濃度為40 60%。優選地，在所述步驟C)中第二溶劑的再萃取操作條件為煤液化殘渣與所述第二
11溶劑的質量比為1 1 10，優選為1 1 6力2和/或H2氣氛，壓力為0.2 3. 5MPa，優選為0. 5 2. 5MPa ；萃取溫度為30 250°C，優選為40 150°C;萃取時間為5 120min， 攪拌速率為50 400r/min。優選地，在所述步驟e)中旋流分離獲得的上層溢流的澄清液相混合物經精密過濾后得到固相濃度不大于0.01%的濾液。優選地，在所述步驟e)中使用的精密過濾裝置的過濾孔徑為0. 5 3 μ m。優選地，在所述步驟f)中濃縮的再萃取底流混合物經加壓粗過濾后得到固相濃度不大于5%的濾液。優選地，在所述步驟f)中使用的加壓粗過濾裝置的過濾孔徑為10 50 μ m。優選地，在所述步驟f)中加壓粗過濾后濾渣的固相濃度為70 90%。優選地，在所述步驟h)中熱媒是指氮氣、氦氣惰性氣體以及水蒸汽或它們的混合物，將所述熱媒在加熱裝置中加熱至100 300°C，用于粗過濾濾渣的反吹干燥處理。優選地，在所述步驟d)中，回收殘留溶劑是在至少一個油氣分離器中進行的。優選地，在所述步驟g)中，蒸餾分離裝置為常壓蒸餾分離裝置、減壓蒸餾分離裝置或兩者的組合，優選兩者的組合。優選地，所述煤直接液化殘渣粉的粒徑為0. 05 2mm。優選地，所述殘渣萃取裝置和再萃取裝置設置有攪拌設備和循環泵。優選地，所述精密過濾裝置和加壓粗過濾裝置設置有壓力提供設備和反吹氣系統。優選地，根據本實用新型的方法提取的重質液化油和浙青類物質，其中，所述重質液化油的餾程為260 450°C，所述浙青類物質的灰份小于0. 1%。其中，所述煤直接液化殘渣粉的粒徑為0. 05 2mm，灰份含量10 30%。優選地，所述旋流分離器的壓力損失為0. 1 1. OMPa0優選地，由根據本實用新型的方法提取的重質液化油的餾程為260 450°C，特別適合作為煤炭直接液化工藝的溶劑，也是進一步加氫精制成其它成品油，如柴油、溶劑油的優質原料。優選地，由根據本實用新型的方法提取的浙青類物質的灰份小于0. 1%，其是制備碳素材料的優質原料。下面結合圖1對本實用新型所提供的方法進行詳細地說明，但本實用新型并不限于此。如圖1所示，將破碎后的煤直接液化殘渣粉1與第一溶劑2按一定比例分別經由第一溶劑入口 32和煤直接液化殘渣入口 31加入到殘渣萃取裝置3中，在一定萃取條件下進行萃取操作。然后，將從殘渣萃取裝置3的煤液化殘渣萃取混合物出口 33排出的經萃取的固液混合物優選經由增壓泵而從旋流分離器4的煤液化殘渣萃取混合物出口 41泵送到第一旋流分離器4中以進行固液分離，從而實現煤液化固體殘渣的高度濃縮。其中，所述殘渣萃取裝置3還具有位于所述殘渣萃取裝置3上部的殘渣萃取混合物入口 34，所述殘渣萃取裝置3的所述煤液化殘渣萃取混合物出口 34位于所述殘渣萃取裝置3的底部，并且所述殘渣萃取裝置3的所述煤液化殘渣萃取混合物出口 33還連接至所述殘渣萃取裝置3上部的所述殘渣萃取混合物入口 34。優選地，使從第一旋流分離器4的澄清液相混合物出口 43CN 202246573 U說明書9/12 頁
排出的上層溢流的澄清液相混合物經由第一儲罐6的液體入口而流入到第一儲罐6中，以便穩定流量。然后，將從第一儲罐6的液體出口排出的液體經由精密過濾裝置7的澄清液相混合物入口 71而壓入到精密過濾裝置7中。優選地，使從精密過濾裝置7的精密過濾澄清濾液出口 73排出的濾液流入到第二儲罐8中。使從第一旋流分離器4的濃縮的底流混合物出口 42排出的底部濃縮的底流混合物經由再萃取裝置5的濃縮的底流混合物入口 51 流入到再萃取裝置5中，并按一定比例將第二溶劑19經由第二溶劑入口 52而加入到再萃取裝置5中，在一定條件下進行再萃取操作。然后，將從再萃取裝置5的再萃取固液混合物出口 53排出的再萃取的固液混合物優選經由增壓泵從第二旋流分離器12的再萃取固液混合物入口 121而泵送到第二旋流分離器12中以進行固液分離，從而實現煤液化固體殘渣的高度濃縮。其中，所述再萃取裝置 5還具有位于所述再萃取裝置5上部的再萃取固液混合物入口 54，所述再萃取裝置5的所述再萃取固液混合物出口 53位于所述再萃取裝置5的底部，并且所述再萃取裝置5的所述再萃取固液混合物出口 53還連接至所述再萃取裝置5上部的所述再萃取固液混合物入口 54。優選地，使從第二旋流分離器12的再萃取澄清液相混合物出口 123排出的上層溢流的再萃取澄清液相混合物與從第一旋流分離器4的澄清液相混合物出口 43排出的上層溢流的澄清液相混合物一起經由第一儲罐6的液體入口而流入到第一儲罐6中，以便穩定流量。 然后，將從第一儲罐6的液體出口排出的液體經由精密過濾裝置7的澄清液相混合物入口 71而壓入到精密過濾裝置7中，使從精密過濾裝置7的精密過濾澄清濾液出口排出的濾液流入到第二儲罐8中。將從第二旋流分離器12的濃縮的再萃取底流混合物出口 122排出的底部濃縮的再萃取底流混合物經由加壓粗過濾裝置13的濃縮的再萃取底流混合物入口 131而流入到加壓粗過濾裝置13中，進行熱態加壓粗過濾。所得的濾液從加壓粗過濾裝置 13的粗過濾濾液出口 132排出后，經由精密過濾裝置7的粗過濾濾液入口 72而進入精密過濾裝置7中，過濾后的濾液經由精密過濾裝置7的精密過濾澄清濾液出口 73而流入到第二儲罐8中，以便穩定流量。優選地，經由熱媒加熱裝置15的熱媒入口 151引入的熱媒18在熱媒加熱裝置15 中進行加熱后，通過熱媒加熱裝置15的熱媒出口 152排出后，經由加壓粗過濾裝置13的反吹熱媒入口 133進入加壓粗過濾裝置13中，在加壓粗過濾裝置13中進行反吹、干燥處理。 將從加壓粗過濾裝置13的油氣混合物出口 134排出的油氣混合物經由油氣分離裝置14的油氣混合物入口 141引入到油氣分離裝置14中，該油氣混合物經油氣分離裝置14進行分離。然后，使所得的熱媒從油氣分離裝置14的反吹熱媒出口 143排出，從熱媒加熱裝置15 的熱媒入口 151引入到熱媒加熱裝置15中，供循環使用。將經由油氣分離裝置14的油份出口 142排出的油份與第二儲罐8中的萃取混合物一起送入到蒸餾分離裝置9中，回收的第一溶劑2和第二溶劑19經由蒸餾分離裝置9的回收的第一溶劑出口 94和回收的第二溶劑出口 95排出。回收的第一溶劑經殘渣萃取裝置3的回收的第一溶劑入口 35而供應到殘渣萃取裝置3中，供循環使用。回收的第二溶劑19經由再萃取裝置5的回收的第二溶劑入口 55而供應到再萃取裝置5中，供循環使用。并得到煤液化殘渣的萃取產物重質液化油16 和優質浙青質17。本實用新型提供的處理煤直接液化殘渣的系統，其特點在于，將分離效率高、適合長周期運轉的旋流分離器與過濾裝置進行耦合，用于液化殘渣萃取物與萃余物的固液分
1離，整個工藝流程過程簡單、操作方便安全、分離效率高、設備投資小、適合長周期運行。本實用新型提供的處理煤直接液化殘渣的系統，其特點在于，將旋流底流濃縮的萃取混合物用第二溶劑進行再萃取，并對再萃取底流混合物進行粗過濾、熱反吹干燥處理， 從而提高溶劑的回收率，增加液化殘渣的萃取率，從而提高萃取工藝的經濟性。本實用新型提供的處理煤直接液化殘渣的系統，其特點在于，兩種萃取溶劑均來自煤液化過程，為不同餾分段的液化油品，來源可靠，成本低廉，容易回收，可供長期循環使用。本實用新型提供的處理煤直接液化殘渣的系統，其特點在于，從液化殘渣中萃取出重質液化油，不僅可以提高煤液化過程的總體油收率，避免殘渣資源浪費，從而提高液化廠的經濟性；而且是適宜的煤液化溶劑，可以提高煤液化溶劑的重質化程度，有利于煤液化反應。本實用新型提供的一種從煤直接液化殘渣萃取重質液化油和浙青質的方法，其特點在于，從液化殘渣中萃取出的浙青類物質芳環的縮合度高，C/H原子比高，喹啉不溶物低， 灰分低，是制備碳素材料的優質原料。通過下列實施例來進一步說明本實用新型，但本實用新型的保護范圍并不限于下列實施例。實施例基本試驗流程如下本試驗選用一種0. lt/d煤炭直接液化裝置中產生的煤炭直接液化殘渣，殘渣性質見附表1。首先用鍔式破碎機將殘渣破碎至2mm以下。如圖1所示，將IOOKg破碎后的煤直接液化殘渣粉1與300Kg第一溶劑2加入到殘渣萃取裝置3中，按附表2所示萃取條件下進行萃取操作，萃取在有攪拌和強制循環條件下進行，然后將萃取固液混合物泵送入旋流分離器4進行固液分離，得到上層溢流的澄清液相混合物301. 5Kg,固相濃度為2. 1 %，流入第一儲罐6，然后壓入精密過濾裝置7，過濾器孔徑為1 μ m，得到濾液的固相濃度為0. 005%, 流入第二儲罐8中。旋流分離器4底部濃縮的底流混合物98. 5Kg,固相濃度47. 1%，流入再萃取裝置5中，再加入200Kg第二溶劑19，按表2所示再萃取條件下進行再萃取操作。萃取在有攪拌和強制循環條件下進行，將再萃取固液混合物泵送入旋流分離器12進行固液分離，得到上層溢流的再萃取澄清液相混合物210. lKg，固相濃度為1.9%，流入第一儲罐 6，然后經精密過濾裝置7過濾后，流入第二儲罐8。旋流分離器12底部濃縮的再萃取底流混合物88. 4Kg，固相濃度50. 1 %，送入加壓粗過濾裝置13，進行熱壓粗過濾。過濾器孔徑為 50 μ m，得濾液25. 8Kg，再經精密過濾裝置7，流入第二儲罐8。熱媒18用氮氣作為熱媒介質，經熱媒加熱裝置15加熱至150°C后，對加壓粗過濾裝置13進行反吹、干燥處理；熱媒攜帶出的油氣混合物經分離裝置14進行分離后，得到的熱媒循環使用；將分離裝置14中得到的油份18. OKg與第二儲罐8中的萃取混合物一起送入蒸餾分離裝置9中，回收第二溶劑19和第一溶劑2供循環使用，并得到煤液化殘渣的萃取產物重質液化油16和優質浙青質17。表1煤直接液化殘渣的性質數據
權利要求1.一種處理煤炭直接液化殘渣的系統，其特征在于，所述系統包括殘渣萃取裝置(3)，具有煤直接液化殘渣入口(31)、第一溶劑入口(3 和煤液化殘渣萃取混合物出口(33)；第一旋流分離器G)，具有煤液化殘渣萃取混合物入口(41)，殘渣萃取裝置(3)的所述煤液化殘渣萃取混合物出口(3 連接至所述第一旋流分離器的所述煤液化殘渣萃取混合物入口 01)， 濃縮的底流混合物出口 G2)，和澄清液相混合物出口 G3)；再萃取裝置(5)，具有濃縮的底流混合物入口(51)、第二溶劑入口(5 和再萃取固液混合物出口(53)，所述再萃取裝置( 的所述濃縮的底流混合物入口(51)連接至所述第一旋流分離器(4)的所述濃縮的底流混合物出口 G2)； 第二旋流分離器(12)，具有再萃取固液混合物入口(121)，所述再萃取裝置(5)的所述再萃取固液混合物出口 (53)連接至所述第二旋流分離器(1 的所述再萃取固液混合物入口(121)， 濃縮的再萃取底流混合物出口(122)，和再萃取澄清液相混合物出口(123)；加壓粗過濾裝置(13)，具有濃縮的再萃取底流混合物入口(131)和粗過濾濾液出口 (132)，所述加壓粗過濾裝置(1 的所述濃縮的再萃取底流混合物入口(131)連接至所述第二旋流分離器(1 的所述濃縮的再萃取底流混合物出口(122)；精密過濾裝置(7)，具有澄清液相混合物入口(71)，所述精密過濾裝置(7)的所述澄清液相混合物入口(71)連接至所述第一旋流分離器(4)的所述澄清液相混合物出口 G3) 和所述第二旋流分離器(1 的所述再萃取澄清液相混合物出口(12 ；粗過濾濾液入口 (72)，所述粗過濾濾液入口(7 連接至所述加壓粗過濾裝置(1 的所述粗過濾濾液出口 (132)；和精密過濾澄清濾液出口(7 ；以及蒸餾分離裝置(9)，具有精密過濾澄清濾液入口(91)、重質液化油出口(92)、浙青質出口(93)、回收的第一溶劑出口(94)和回收的第二溶劑出口(95)，其中，所述精密過濾裝置 (7)的所述精密過濾澄清濾液出口(7 連接至所述蒸餾分離裝置(9)的所述精密過濾澄清濾液入口(91)。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統進一步包括第一儲罐(6)，所述第一旋流分離器(4)的所述澄清液相混合物出口和所述第二旋流分離器(1 的所述再萃取澄清液相混合物出口(12 經由所述第一儲罐(6)而連接至所述精密過濾裝置(7) 的所述澄清液相混合物入口(71)。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述系統進一步包括第二儲罐(8)，所述精密過濾裝置(7)的所述精密過濾澄清濾液出口(7 經由所述第二儲罐(8)連接至所述蒸餾分離裝置(9)的所述精密過濾澄清濾液入口(91)。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述加壓粗過濾裝置(13)還具有反吹熱媒入口(13 和油氣混合物出口(134)所述熱媒經由所述加壓粗過濾裝置(1 的所述反吹熱媒入口(13 進入所述加壓粗過濾裝置(13)，使經由所述加壓粗過濾裝置(1 的所述油氣混合物出口(134)排出的粗過濾的油氣混合物與從所述精密過濾裝置(7)的所述精密過濾澄清濾液出口(7 排出的精密過濾澄清濾液一起進入所述蒸餾分離裝置(9)中。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述系統進一步包括熱媒加熱裝置 (15)和油氣分離裝置(14)，所述熱媒加熱裝置(15)具有熱媒入口(151)和反吹熱媒出口(152)，熱媒經由所述熱媒加熱裝置(1 的所述熱媒入口(151)進入所述熱媒加熱裝置 (15)中，并在加熱后經由所述熱媒加熱裝置(15)的所述反吹熱媒出口(152)排出，所述熱媒加熱裝置(15)的所述反吹熱媒出口(152)連接至所述加壓粗過濾裝置(13)的所述反吹熱媒入口(133)；所述油氣分離裝置(14)具有油氣混合物入口(141)和油份出口(142)，所述油氣分離裝置(14)的所述油氣混合物入口(141)連接至所述加壓粗過濾裝置(1 的所述油氣混合物出口(134)，所述油氣分離裝置(14)的所述油份出口(14 連接至所述蒸餾分離裝置(9)的所述精密過濾澄清濾液入口(91)。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述殘渣萃取裝置C3)和再萃取裝置(5) 均設置有攪拌設備和循環泵。
7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述精密過濾裝置(7)和加壓粗過濾裝置 (13)均設置有壓力提供設備和反吹氣系統。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述殘渣萃取裝置(3)還具有位于所述殘渣萃取裝置C3)上部的殘渣萃取混合物入口(34)，所述殘渣萃取裝置(3)的所述煤液化殘渣萃取混合物出口(3 位于所述殘渣萃取裝置(3)的底部，并且所述殘渣萃取裝置(3) 的所述煤液化殘渣萃取混合物出口(3 還連接至所述殘渣萃取裝置C3)上部的所述殘渣萃取混合物入口(34)。
9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述殘渣萃取裝置C3)還具有回收的第一溶劑入口(35)，位于所述殘渣萃取裝置C3)的頂部或上部，所述蒸餾分離裝置(9)的所述回收的第一溶劑出口(94)連接至所述殘渣萃取裝置(3)的所述回收的第一溶劑入口(35)。
10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述再萃取裝置( 還具有回收的第二溶劑入口(55)，位于所述再萃取裝置( 的頂部或上部，所述蒸餾分離裝置(9)的所述回收的第二溶劑出口(％)連接至所述再萃取裝置(5)的所述回收的第二溶劑入口(55)。
11.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述再萃取裝置(5)還具有位于所述再萃取裝置( 上部的再萃取固液混合物入口(M)，所述再萃取裝置(5)的所述再萃取固液混合物出口(5 位于所述再萃取裝置(5)的底部，并且所述再萃取裝置(5)的所述再萃取固液混合物出口(5 還連接至所述再萃取裝置( 上部的所述再萃取固液混合物入口 64)。
12.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述油氣分離裝置(14)還具有循環熱媒出口(143)，位于所述油氣分離裝置(14)的頂部或上部。
13.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述油氣分離裝置(14)的所述循環熱媒出口(143)連接至所述油氣分離裝置(14)的所述熱媒入口(151)。
14.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述第一儲罐(6)至少具有液體入口和液體出口。
15.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述第二儲罐(8)至少具有液體入口和液體出口。
16.根據權利要求1-4中任一項所述的系統，其特征在于，在所述殘渣萃取裝置(3)的所述煤液化殘渣萃取混合物出口(3 與所述第一旋流分離器(4)的所述煤液化殘渣萃取混合物入口 Gl)之間設置有增壓泵，并且在所述再萃取裝置( 的所述再萃取固液混合物出口(5 與所述第二旋流分離器(1 的所述再萃取固液混合物入口(121)之間設置有增壓泵。
17.根據權利要求1-4中任一項所述的系統，其特征在于，所述精密過濾裝置(7)的過濾孔徑為0. 5 3 μ m。
18.根據權利要求1-4中任一項所述的系統，其特征在于，所述加壓粗過濾裝置(13)的過濾孔徑為10 50 μ m。
19.根據權利要求1-4中任一項所述的系統，其特征在于，所述蒸餾分離裝置(9)為常壓蒸餾塔、減壓蒸餾塔、或常壓蒸餾塔和減壓蒸餾塔的組合。
專利摘要本實用新型提供了處理煤炭直接液化殘渣的系統，包括殘渣萃取裝置，具有第一溶劑入口、液化殘渣入口和萃取混合物出口；第一旋流分離器，具有萃取混合物入口、底流出口和澄清液相混合物出口；再萃取裝置，具有底流入口、第二溶劑入口和再萃取混合物出口；第二旋流分離器，具有再萃取混合物入口、再萃取底流出口和再萃取液相混合物出口；加壓粗過濾裝置，具有再萃取底流入口和粗過濾濾液出口；精密過濾裝置，具有液相混合物入口、粗過濾濾液入口、再萃取混合物出口和精過濾濾液出口；以及蒸餾分離裝置，具有精過濾濾液入口、重質液化油出口、瀝青質出口和回收萃取溶劑出口。該系統解決了殘渣萃取技術中固液分離的難題，最大程度地回收了萃取溶劑。
文檔編號C10G1/00GK202246573SQ201120372468
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者吳秀章, 張勝振, 李克健, 楊葛靈, 王國棟, 章序文, 高山松 申請人:中國神華煤制油化工有限公司, 中國神華煤制油化工有限公司上海研究院, 神華集團有限責任公司