專利名稱：一種處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煤直接液化殘渣的處理系統(tǒng)，特別是涉及一種對經(jīng)過充分萃取后的煤直接液化殘渣進行固液分離的系統(tǒng)。具體地說，本實用新型提供了一種微旋流分離器與溶劑抽提法耦合強化處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭直接液化技術(shù)是在高溫、高壓下使高濃度煤漿中的煤發(fā)生熱解，在催化劑作用下進行加氫和進一步分解，轉(zhuǎn)化成清潔的液體燃料(石腦油、柴油等)或化工原料的先進潔凈煤技術(shù)。煤直接液化工藝可分成三個主要單元。①煤漿制備單元將煤破碎至< 0. 2mm 以下，與溶劑、催化劑一起制成油煤漿(或稱“煤糊”)。②煤液化反應(yīng)單元煤漿中的煤在高溫(約450°C )、高壓(一般為17 30MPa)下直接加氫，將煤轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品。③產(chǎn)物分離單元將反應(yīng)生成的氣體、液體產(chǎn)物與殘渣分離(主要包括氣-液分離、固-液分離)。煤炭在加氫液化后還有一些固體物，它們主要是煤中無機礦物質(zhì)、催化劑和未轉(zhuǎn)化的煤中惰性成分。在產(chǎn)物分離單元，通常在通過固液分離工藝將固體物與液化油分開，所得的固體物稱之為殘渣。煤液化工廠產(chǎn)生的液化殘渣是一種高碳、高灰和高硫的物質(zhì)，不同原料煤和不同液化工藝產(chǎn)生的殘渣特性不同，在某些工藝中會占到液化原料煤總量的30% 左右，同時不管采用何種工藝，殘渣中都會夾帶一部分重質(zhì)液化油。液化殘渣的分離與利用直接影響液化工藝的完整性和液化成本，是煤炭高效直接液化工藝必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。煤液化殘渣的固液分離有以下難點固體顆粒粒度很細，粒度分布從不到1微米到數(shù)微米，部分懸浮于殘液中，部分呈膠體狀態(tài)；前浙青烯和浙青烯等高黏物的存在，以及未轉(zhuǎn)化煤在其中的溶脹和膠溶作用都會使黏度很高；兩相間的密度差很小。到目前為止， 所采用的固液分離技術(shù)主要有真空熱抽濾方式和加壓熱過濾方式的過濾方法、重力沉降分離方法、旋流離心沉降分離方法、蒸餾分離方法、反溶劑法、臨界溶劑脫灰等。其中，真空閃蒸(或減壓蒸餾)法技術(shù)成熟，以基本不含浙青烯的蒸餾油為循環(huán)油，煤漿粘度低，加氫反應(yīng)性能得到改善；采用減壓蒸餾進行固液分離后的液化粗油一般不含灰；同時一臺閃蒸塔可替代上百臺離心過濾機，處理量大增，且不需要繁瑣的過濾操作，使設(shè)備和操作都大為簡化。正因為這些優(yōu)點，該技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，德國新工藝、美國SRC-II、H-Coal、EDS和中國神華均采用該技術(shù)。但是，為使留下的殘渣保持一定的流動性，以便泵送，不能讓油全部氣化，使殘渣中液化殘渣中含有約一定量的液化粗油及浙青烯和前浙青烯，固體含量控制在50%以下，軟化點約160°C，使降低了液體產(chǎn)物的總收率。在殘渣利用方面，研究開發(fā)中的殘渣利用途徑主要有溶劑抽提、干餾(焦化)、作為氣化制氫的原料、燃燒以及非燃燒利用。燃燒不但浪費資源，還污染環(huán)境。液化殘渣中的浙青烯類等物質(zhì)的含量約為殘渣量的20%左右，主要由多環(huán)的縮合芳烴組成，具有芳香度高，碳含量高，容易聚合或交聯(lián)的特點，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。中國專利ZL200510047800. X公開了一種以煤炭直接液化殘渣作為原料等離子體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CN101591819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。中國專利CN1015807^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的浙青類物質(zhì)為原料，沒有涉及到殘渣有機質(zhì)中的重質(zhì)油份的利用，而且殘渣中浙青類物質(zhì)的抽提均是以價格昂貴的純化學(xué)試劑為溶劑，成本相對較高。通常的干餾、焦化等熱處理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)重質(zhì)油與浙青焦的分離、回收重質(zhì)液化油的目的。ZL201020003508. 4公開了一種煤炭液化殘渣的連續(xù)焦化設(shè)備。CN101760220A 公開了一種煤炭液化殘渣的連續(xù)焦化方法和設(shè)備。但由于重質(zhì)液化油中芳烴含量高，芳烴縮合度高，在熱處理過程中將發(fā)生劇烈的縮聚反映，相當比例的重質(zhì)油分縮聚為焦炭，因此實際得到的重質(zhì)油品的比例并不高。難以達到充分、合理、高效的利用煤液化重質(zhì)液化油的目的。將液化殘渣進行氣化制氫的方法是一種有效的大規(guī)模利用途徑，但對殘渣中的浙青類物質(zhì)和重質(zhì)油的高附加值利用潛力未得到體現(xiàn)，而且殘渣中灰分高達20%以上，這必將給氣化爐的排渣帶來很大影響。中國專利CN101962560A公開了一種煤直接液化殘渣的萃取方法以及萃取物的應(yīng)用，以煤直接液化過程中直接產(chǎn)生的液化油品作為萃取溶劑，把煤液化殘渣中的重質(zhì)油品經(jīng)適度加氫后作為循環(huán)溶劑使用，替代原循環(huán)溶劑中的輕質(zhì)組分，不但可以增加液化油品的收率，而且這種重質(zhì)溶劑性能更好，工藝簡單。同時該方法實現(xiàn)了液化粗油、浙青類物質(zhì)和固體殘渣的分離，最大程度地發(fā)揮了煤液化殘渣的利用潛力。中國專利CN101962561A和 CN101962560A思路基本一樣，對液化殘渣先進行溶劑抽提，再進行固-液和液-液分離，只是萃取路線有所差異，但是都沒有給出萃取混合物固液分離的具體方案。可見，目前煤液化產(chǎn)物固液分離工藝的發(fā)展趨勢為，利用真空閃蒸(減壓蒸餾)的固液分離工藝得到固相重量濃度小于50%的煤液化殘渣，再利用煤直接液化油品作為溶劑進行抽提，再對溶劑萃取物進行固-液和液-液分離，實現(xiàn)煤液化殘渣中液化粗油、浙青類物質(zhì)和固相殘渣的最大化分離，以及充分的資源化利用。然而，目前對溶劑抽提后固液體系的分離研究還很少，中國專利CN101962561A和CN101962560A都只是略微提到，主要從事各種煤液化產(chǎn)物中固體分離研究的美國Kerr-MCGEE公司和Lummus的ITSL工藝采用重力沉降器分離該體系，效率相對較低。該體系分離特性同進行真空閃蒸(減壓蒸餾)的固液體系類似，分離比較困難，過濾器、離心機等傳統(tǒng)方法具有操作復(fù)雜，成本高，可靠性低等缺點，同時這里分離效率需要盡量提高，也不適合再用閃蒸法。因此，該領(lǐng)域迫切需要開發(fā)投資成本低，可靠性高，連續(xù)運轉(zhuǎn)周期長，且分離效率高的溶劑殘渣分離系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型涉及一種處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)，包括(A)混合器，至少具有萃取溶劑入口、煤直接液化殘渣入口以及煤液化殘渣萃取混合物出口 ；(B)微旋流分離單元，至少具有煤液化殘渣萃取混合物入口，其中，煤液化殘渣萃取混合物出口連接至煤液化殘渣萃取混合物入口，[0013]濃縮煤液化殘渣底流出口，以及澄清液相混合物出口；(C)過濾器，至少具有濃縮煤液化殘渣底流進口，連接至濃縮煤液化殘渣底流出口，濾液出口 ；以及(D)精密過濾器，至少具有澄清液相混合物入口，連接至澄清液相混合物出口，精密過濾澄清濾液出口，以及精密過濾截留相出口。優(yōu)選地，(C)過濾器的濾液出口和/或精密過濾截留相出口連接至(A)混合器。優(yōu)選地，該系統(tǒng)進一步包括(E)儲罐，(C)過濾器的濾液出口和/或精密過濾截留相出口經(jīng)過(E)儲罐連接至㈧混合器。優(yōu)選地，(B)微旋流分離單元包括一個或多個微旋流分離器，各個微旋流分離器均具有微旋流分離器入口、微旋流濃縮底流出口以及澄清液相混合物出口。優(yōu)選地，(B)微旋流分離單元是多級微旋流分離單元。優(yōu)選地，其中，第一級微旋流分離器入口作為煤液化殘渣萃取混合物入口 ；第一級微旋流濃縮底流出口作為濃縮煤液化殘渣底流出口；其中，最后一級微旋流分離器的澄清液相混合物出口作為微旋流分離單元的澄清液相混合物出口；其中，第二級以上微旋流分離器的底流出口連接至(A)混合器；其中，除最后一級微旋流分離器之外的其他各個微旋流分離器的澄清液相混合物出口連接至下一級微旋流分離器入口。優(yōu)選地，(B)微旋流分離單元是兩級微旋流分離單元。優(yōu)選地，第二級以上微旋流分離器的底流出口連接至(A)混合器。優(yōu)選地，(B)微旋流分離單元的濃縮煤液化殘渣底流出口經(jīng)由(F)螺旋輸送裝置連接至(C)過濾器的濃縮煤液化殘渣底流進口。優(yōu)選地，(E)儲罐經(jīng)由雜質(zhì)泵連接至(A)混合器。優(yōu)選地，煤液化殘渣萃取混合物出口位于(A)混合器的底部，并且還連接至(A)混合器的上部。優(yōu)選地，每一級微旋流分離器均是多根微旋流分離芯管并聯(lián)。該系統(tǒng)可靠性高，分離效率高。

圖1是根據(jù)本實用新型一個實施方式的流程示意圖。圖2是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的流程示意圖。
具體實施方式
在本實用新型中，在不矛盾或沖突的情況下，本實用新型的所有實施例、實施方式以及特征可以相互組合。
5[0040]在本實用新型中，所有的設(shè)備、裝置、部件等，既可以商購，也可以根據(jù)本實用新型公開的內(nèi)容自制。在本實用新型中，為了突出本實用新型的重點，對一些常規(guī)的操作和設(shè)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(chǎn)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。本實用新型的發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研究后發(fā)現(xiàn)，目前煤液化產(chǎn)物固液分離工藝的發(fā)展趨勢為，利用真空閃蒸(減壓蒸餾)的固液分離工藝得到固相重量濃度小于50% 的煤液化殘渣，再利用煤直接液化油品作為溶劑進行抽提，再對溶劑萃取物進行固-液和液-液分離，實現(xiàn)煤液化殘渣中液化粗油、浙青類物質(zhì)和固相殘渣的最大化分離，以及充分的資源化利用。在該路線中，對煤直接液化殘渣進行溶劑抽提后的固液分離是關(guān)系到該工藝整體分離效果以及運行成本的關(guān)鍵步驟，目前國內(nèi)還沒有相關(guān)的專利和文獻報道，傳統(tǒng)的過濾器、離心機具有操作復(fù)雜，成本高，可靠性低等缺點。同時，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)旋流分離器具有體積小、成本低，處理速度快，無運動部件，適應(yīng)性強，操作簡單，可靠性高的優(yōu)點，同時將旋流分離作為過濾器、離心機的前處理，可以大大提高過濾器、離心機的分離和操作性能?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，充分利用旋流分離器的優(yōu)點，本實用新型得以完成。本實用新型適應(yīng)煤直接液化殘渣處理技術(shù)的發(fā)展方向，充分利用旋流分離結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高的有點，與溶劑抽提法結(jié)合，提供了一種對煤直接液化殘渣進行高效固液分離的方法與實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)。本實用新型的一方面涉及處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)，包括(A)混合器，至少具有萃取溶劑入口、煤直接液化殘渣入口以及煤液化殘渣萃取混合物出口 ；(B)微旋流分離單元，至少具有煤液化殘渣萃取混合物入口，連接至煤液化殘渣萃取混合物出口，濃縮煤液化殘渣底流出口，以及澄清液相混合物出口；(C)過濾器，至少具有濃縮煤液化殘渣底流進口，連接至濃縮煤液化殘渣底流出口，濾液出口 ；以及可選的⑶精密過濾器，至少具有澄清液相混合物入口，連接至澄清液相混合物出口，精密過濾澄清濾液出口，以及精密過濾截留相出口。優(yōu)選地，(C)過濾器的濾液出口和/或精密過濾截留相出口連接至(A)混合器。優(yōu)選地，本實用新型的系統(tǒng)進一步包括(E)儲罐，(C)過濾器的濾液出口和/或精密過濾截留相出口經(jīng)過(E)儲罐連接至(A)混合器。優(yōu)選地，(E)儲罐經(jīng)由雜質(zhì)泵連接至 (A)混合器。
6[0061](E)儲罐至少具有液體進口和液體出口。優(yōu)選地，(C)過濾器的濾液出口和/或精密過濾截留相出口經(jīng)過儲罐連接至(A)混合器。(C)過濾器的濾液出口和/或精密過濾截留相出口連接至儲罐的液體進口儲罐的液體出口連接至(A)混合器。例如，(E)儲罐可以是能貯存返料的各種形式的儲罐、塔器等。優(yōu)選地，煤液化殘渣萃取混合物出口位于(A)混合器的底部。煤液化殘渣萃取混合物出口還連接至(A)混合器的上部，從而使煤液化殘渣萃取混合物一部分進入(B)微旋流分離單元，另一部分返回(A)混合器。優(yōu)選地，(A)混合器具有循環(huán)物料入口，位于㈧混合器的頂部或上部。在一種實施方式中，煤液化殘渣萃取混合物出口還連接至(A)混合器的循環(huán)物料入口。(B)微旋流分離單元可以包括一個或多個微旋流分離器。各個微旋流分離器具有 微旋流分離器入口，微旋流濃縮底流出口，以及澄清液相混合物出口。(B)微旋流分離單元可以是一級或多級微旋流分離單元(兩級以上微旋流分離單元)。當微旋流分離單元是多級微旋流分離單元時，微旋流分離單元可以包括串聯(lián)的多個微旋流分離器。例如，當微旋流分離單元是兩級微旋流分離單元時，微旋流分離單元包括 第一級微旋流分離器，第二級微旋流分離器。以此類推，多級微旋流分離單元可以包括第一級微旋流分離器，第二級微旋流分離器，....，第η級微旋流分離器。例如，η ^ 2 ；還例如η > 3，如η > 4或η > 5。考慮到簡化工藝和綜合效果，優(yōu)選微旋流分離單元是兩級微旋流分離單元，即微旋流分離單元由兩級微旋流分離器構(gòu)成。當微旋流分離單元是多級微旋流分離單元時，第一級微旋流分離得到濃縮煤液化殘渣底流(即第一級微旋流濃縮底流)和第一級微旋流澄清液。當微旋流分離單元是多級微旋流分離單元時，第一級微旋流分離器入口作為煤液化殘渣萃取混合物入口 ；第一級微旋流濃縮底流出口作為濃縮煤液化殘渣底流出口。當采用多級微旋流分離單元時，最后一級微旋流分離器的澄清液相混合物出口作為微旋流分離單元的澄清液相混合物出口。優(yōu)選地，當采用多級微旋流分離單元時，第二級以上微旋流分離器的底流出口連接至(A)混合器。優(yōu)選地，第二級以上微旋流分離器的底流出口經(jīng)過儲罐連接至(A)混合器。第二級以上微旋流分離器的底流出口連接至儲罐的液體進口，儲罐的液體出口連接至 (A)混合器。優(yōu)選地，當采用多級微旋流分離單元時，除最后一級微旋流分離器之外的其他各個微旋流分離器的澄清液相混合物出口連接至下一級微旋流分離器入口。優(yōu)選地，微旋流分離單元是兩級微旋流分離單元，包括(Bi)第一級微旋流分離器，包括第一級微旋流分離器入口，作為煤液化殘渣萃取混合物入口，連接至煤液化殘渣萃取混合物出口，第一級微旋流濃縮底流出口，作為濃縮煤液化殘渣底流出口，連接至過濾器的濃縮煤液化殘渣底流進口，以及第一級澄清液相混合物出口；(Β2)第二級微旋流分離器，包括[0078]第二級微旋流分離器入口，與第一級澄清液相混合物出口相連，第二級微旋流濃縮底流出口，第二級微旋流澄清液出口，連接至精密過濾器的澄清液相混合物入口。優(yōu)選地，第二級微旋流濃縮底流出口連接至(A)混合器。優(yōu)選地，第二級微旋流分離器的底流出口經(jīng)過儲罐連接至(A)混合器。第二級微旋流分離器的底流出口連接至儲罐的液體進口，儲罐的液體出口連接至(A)混合器。優(yōu)選地，(B)微旋流分離單元的濃縮煤液化殘渣底流出口經(jīng)由(F)傳輸裝置連接至(C)過濾器的濃縮煤液化殘渣底流進口。(A)混合器可以是攪拌釜、具有混合功能的各種形式的反應(yīng)釜、儲罐、塔器和管道寸。(C)過濾器可以是壓濾機、葉濾機、真空抽濾機、離心過濾機、錯流過濾器、膜過濾
-V^r ^t ο(D)精密過濾器可以是能分離低濃度細微顆粒的壓濾機、葉濾機、真空抽濾機、離心過濾機、錯流過濾器、膜過濾器等。(F)傳輸裝置可以是螺旋輸送機、帶式輸送機、埋刮板式輸送機等，優(yōu)選螺旋輸送機。在一種優(yōu)選的實施方式中，本實用新型提供了一種微旋流分離與溶劑抽提法耦合強化處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于將煤直接液化殘渣與萃取溶劑充分混合和萃取的攪拌釜；與攪拌釜連接的， 用于煤液化殘渣萃取混合物初步分離的第一級微旋流分離器；與第一級微旋流分離器連接的，用于輸送第一級微旋流濃縮煤液化殘渣底流的螺旋輸送機；與螺旋輸送機連接的，用于煤液化固態(tài)殘渣高度增濃的壓濾機；以及與第一級微旋流分離器連接的，用于第一級微旋流澄清液相混合物進一步澄清的第二級微旋流分離器；與第二級微旋流分離器連接的，用于煤液化殘渣萃取液相混合物高度澄清的精密過濾器；以及與第二級微旋流分離器，精密過濾器，壓濾機連接的，用于物料流量穩(wěn)定的儲罐和返送攪拌釜的增壓泵。在一個優(yōu)選的實施方式中，每一級微旋流分離器可以是多根微旋流分離芯管并聯(lián)，滿足處理量的要求。在另一個優(yōu)選的實施方式中，攪拌釜、各個微旋流分離器、螺旋輸送機、壓濾機、精密過濾器及連接管道均帶有保溫100 200°c的措施。在另一個優(yōu)選的實施方式中，微旋流分離器的安裝方式為立式。例如，微旋流分離器的安裝方式可以豎直的或者略微傾斜。在另一個優(yōu)選的實施方式中，微旋流分離器的壓力損失為0. 1 0. 4MPa。在另一個優(yōu)選的實施方式中，增壓泵采用專門輸送固液兩相流的雜質(zhì)泵，增壓 0. 1 1. 2MPao本實用新型的一個方面涉及利用上述系統(tǒng)處理煤直接液化殘渣的方法，該方法包括(a)將煤直接液化殘渣與萃取溶劑在混合器中混合，將液化殘渣中的液化粗油和浙青類物質(zhì)萃取到溶劑中，得到煤液化殘渣萃取混合物；(b)對煤液化殘渣萃取混合物全部或一部分進行微旋流分離，得到濃縮煤液化殘渣和澄清液相混合物；(c)對微旋流分離得到的濃縮煤液化殘渣進行過濾，得到濾液和濾餅；(e)可選地，對澄清液相混合物進行精密過濾，得到精密過濾澄清濾液和精密過濾截留相。在一種優(yōu)選的實施方式中，本實用新型提供了一種微旋流分離與溶劑抽提法耦合強化處理煤直接液化殘渣的方法，該方法包括(a)將煤直接液化殘渣與萃取溶劑在混合器(例如攪拌釜)中充分混合，將液化殘渣中的液化粗油和浙青類物質(zhì)萃取到溶劑中；(b)對煤液化殘渣萃取混合物進行全部(或部分)微旋流分離，實現(xiàn)固態(tài)殘渣和液相混合物的初步分離；以及(c)將第一級微旋流分離得到的濃縮煤液化殘渣底流螺旋輸送至壓濾機進壓濾， 截留濾餅供后續(xù)流程使用；(d)對經(jīng)過第一級微旋流澄清的液相混合物進行第二級微旋流分離，得到進一步澄清液相混合物；以及(e)可選地，對經(jīng)過第二級微旋流分離的進一步澄清液相混合物進行精密過濾，澄清濾液供后續(xù)流程使用；(f)可選地，將第二級微旋流濃縮底流、精密過濾截留相和壓濾濾液混合，返回到混合器(例如攪拌釜)，進行循環(huán)萃取。在步驟(a)中，萃取溶劑可以是苯、甲苯、二甲苯、萘系芳烴、糠醛、四氫呋喃、喹啉、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或其至少兩種的混合物。在一種優(yōu)選的實施方式中，煤液化殘渣萃取混合物的一部分進行微旋流分離，另一部分返回混合器。優(yōu)選地，在步驟(b)中，微旋流分離可以是一級或多級微旋流分離(兩級以上微旋流分離)，例如兩級微旋流分離、三級微旋流分離或四級微旋流分離，優(yōu)選二級微旋流分離。在一個優(yōu)選的實施方式中，微旋流分離可以是一級或多級微旋流分離組成，分別盡可能的提高固相殘渣的濃縮效果和液相混合物的澄清效果，也適于處理其它煤直接液化工藝中經(jīng)過萃取后的溶劑殘渣固液體系。當采用多級微旋流分離時，第一級微旋流分離得到的濃縮煤液化殘渣(即第一級微旋流濃縮底流)和第一級微旋流澄清的液相混合物(簡稱為“第一級澄清液”)。當采用多級微旋流分離時，第一級澄清液進行第二級微旋流分離，得到第二級微旋流澄清的液相混合物(簡稱為“第二級澄清液”)和第二級微旋流濃縮底流。以此類推， 進行逐級微旋流分離。多級微旋流分離單元可以包括第一級微旋流分離，第二級微旋流分離，....，第η級微旋流分離。例如，η彡2 ；還例如η彡3，如η彡4或11彡5?？紤]到簡化工藝和綜合效果，優(yōu)選微旋流分離是兩級微旋流分離，即微旋流分離單元由兩級微旋流分離構(gòu)成。當微旋流分離是多級微旋流分離時，煤液化殘渣萃取混合物進入第一級微旋流分離；第一級微旋流濃縮底流作為濃縮煤液化殘渣。優(yōu)選地，當微旋流分離是多級微旋流分離時，最后一級微旋流分離得到的澄清液相混合物進行精密過濾，得到精密過濾澄清濾液和精密過濾截留相。在步驟(b)中，當多級微旋流分離為兩級微旋流分離時(即微旋流分離由兩級微旋流分離組成)，第二級微旋流分離得到的澄清液相混合物進行精密過濾，得到精密過濾澄清濾液和精密過濾截留相。優(yōu)選地，當采用多級微旋流分離時，除最后一級微旋流分離之外的其他各個微旋流分離的澄清液相混合物進入下一級微旋流分離。優(yōu)選地，當微旋流分離是多級微旋流分離時，第二級以上的微旋流分離得到的微旋流濃縮底流一部分或全部返回到混合器(例如攪拌釜)，進行循環(huán)萃取。優(yōu)選地，第二級以上的微旋流分離得到的微旋流濃縮底流經(jīng)過儲罐穩(wěn)定流量，再返回步驟(a)中的混合器作為萃取溶劑，進行循環(huán)萃取。優(yōu)選地，當微旋流分離是多級微旋流分離時，第二級以上的微旋流分離得到的微旋流濃縮底流、精密過濾截留相、步驟(C)中的濾液中的一部分或全部返回到混合器(例如攪拌釜)，進行循環(huán)萃取。優(yōu)選地，將第二級以上的微旋流分離得到的微旋流濃縮底流、精密過濾截留相、步驟(C)中的濾液混合，得到回收混合液，回收混合液的至少一部分、優(yōu)選全部返回到混合器 (例如攪拌釜)，進行循環(huán)萃取。例如，將第二級以上的微旋流分離得到的微旋流濃縮底流、 精密過濾截留相、步驟(C)中的濾液經(jīng)過儲罐穩(wěn)定流量，在返回到混合器(例如攪拌釜)，進行循環(huán)萃取。優(yōu)選地，在步驟(C)中，過濾為壓濾。過濾(壓濾)可以在壓濾機中進行。優(yōu)選地， 濃縮煤液化殘渣的輸送為螺旋輸送。優(yōu)選地，在步驟(C)中，過濾得到的濾餅供給后續(xù)流程使用。優(yōu)選地，精密過濾可以通過加壓精密過濾、濾芯過濾、筒式過濾、膜過濾等進行。優(yōu)選地，精密過濾截留相返回步驟(a)中的混合器作為萃取溶劑。優(yōu)選地，步驟(c)中的濾液相返回步驟(a)中的混合器作為萃取溶劑。優(yōu)選地，煤液化殘渣原料中固相重量濃度為10% 60%，優(yōu)選20% 60%，更優(yōu)選30% 60%，最優(yōu)選30% 55%。優(yōu)選地，煤液化殘渣和萃取溶劑按1 1 8的比例混合進入混合器(例如攪拌釜)，優(yōu)選1 1 6，更優(yōu)選1 1 5，最優(yōu)選1 1 4。優(yōu)選地，煤液化殘渣萃取混合物中固相真密度為1000 2500kg/m3，優(yōu)選1200 2500kg/m3，更優(yōu)選 1500 2500kg/m3，最優(yōu)選 1500 2000kg/m3。優(yōu)選地，煤液化殘渣萃取混合物中固相重量濃度為5% 30%，優(yōu)選10% 30%， 更優(yōu)選10% 30%，最優(yōu)選15% 25%。優(yōu)選地，煤液化殘渣萃取混合物中固相的粒徑為32 400目(0. 038 0. 50mm)， 優(yōu)選 0. 038 0. 20mm,更優(yōu)選 0. 038 0. IOmm,最優(yōu)選 0. 038 0. 05mm。在另一個優(yōu)選的實施方式中，煤液化殘渣萃取混合物經(jīng)過第一級微旋流分離，得到固相重量濃度為30 % 65 %的濃縮煤液化殘渣底流和固相重量濃度為0. 5 % 5 %的第一級微旋流澄清的液相混合物。在另一個優(yōu)選的實施方式中，第一級微旋流澄清的液相混合物經(jīng)過第二級微旋流
10分離得到固相重量濃度為0.01% 1. 0%的進一步澄清液相混合物。在另一個優(yōu)選的實施方式中，將第二級微旋流分離得到的進一步澄清液相混合物進行精密過濾，得到固相重量濃度不大于0.001%的高度澄清濾液。在另一個優(yōu)選的實施方式中，螺旋輸送到壓濾機的第一級微旋流濃縮煤液化殘渣底流經(jīng)過壓濾后得到固相重量濃度為80% 95%的截留濾餅。下面結(jié)合具體實施方式
進一步詳細闡明本實用新型的內(nèi)容，但這些實例并不限制本實用新型的保護范圍。以下參照附圖對本實用新型進行更加具體的描述。圖1是根據(jù)本實用新型一個實施方式的微旋流分離與溶劑抽提法耦合強化處理煤直接液化殘渣的流程示意圖。煤直接液化殘渣原料固相重量含量為10% 60%。以煤直接液化油品作為萃取溶劑，將煤液化殘渣和溶劑在混合器(例如攪拌釜)1里充分混合、萃取，得到固相重量濃度為5% 30%煤直接液化殘渣萃取混合物；煤液化殘渣萃取混合物在不小于0. IMPa的壓力下全部切向進入第一級微旋流分離器2，得到固相重量濃度為30% 65%的濃縮煤液化殘渣底流和固相重量濃度為0. 5% 5%的第一級微旋流澄清液相混合物；第一級微旋流澄清液相混合物進入第二級微旋流分離器3，得到進一步澄清的液相混合物，固相重量含量為0. 01% 1. 0% ；第二級微旋流澄清的液相混合物再進入精密過濾器4，實現(xiàn)液相混合物的高度澄清，澄清濾液再轉(zhuǎn)入后續(xù)流程使用；第一級微旋流得到的濃縮煤液化殘渣底流經(jīng)過螺旋輸送機5送到壓濾機6，實現(xiàn)煤液化固體殘渣的高度濃縮，固相重量濃度為80% 95% ；將第二級微旋流濃縮底流，精密過濾截留相和壓濾濾液經(jīng)過儲罐7穩(wěn)定流量，再通過雜質(zhì)離心泵8返回到混合器(例如攪拌釜)1，進行循環(huán)萃取。圖2是根據(jù)本實用新型另一個實施方式的微旋流分離與溶劑抽提法耦合強化處理煤直接液化殘渣的流程示意圖。該實施方式與圖1基本一樣，只是煤直接液化殘渣經(jīng)過混合器(例如攪拌釜)1萃取后的混合物部分進入第一級微旋流分離器2。煤直接液化殘渣經(jīng)過混合器(例如攪拌釜)1萃取后的混合物部分進入預(yù)旋流分離器，可以調(diào)節(jié)旋流分離器處于穩(wěn)定高效的工況，能較低能耗，提高分離效率。所以，圖2為最優(yōu)流程。本實用新型的主要優(yōu)點在于本實用新型方法充分利用了旋流分離器結(jié)構(gòu)緊湊、 簡單，投資成本低，操作方便，可靠性高的優(yōu)點，將旋流分離作為壓濾和精密過濾的前處理， 大大提高了過濾器的分離和操作性能，實現(xiàn)了煤液化殘渣中液化粗油、浙青類物質(zhì)和固相殘渣的最大化分離，便于后續(xù)對該資源的充分利用。在本實用新型題記的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。當然，本實用新型還可有其他具體實施方式
，以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式，并非用來限定本實用新型的保護范圍；在不背離本實用新型精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員凡是依本實用新型內(nèi)容所做出各種相應(yīng)的變化與修改，都屬于本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)，其特征在于，包括(A)混合器，至少具有萃取溶劑入口、煤直接液化殘渣入口以及煤液化殘渣萃取混合物出口 ；(B)微旋流分離單元，至少具有煤液化殘渣萃取混合物入口，其中，所述煤液化殘渣萃取混合物出口連接至煤液化殘渣萃取混合物入口，濃縮煤液化殘渣底流出口，以及澄清液相混合物出口；(C)過濾器，至少具有濃縮煤液化殘渣底流進口，連接至所述濃縮煤液化殘渣底流出口， 濾液出口 ；以及(D)精密過濾器，至少具有澄清液相混合物入口，連接至所述澄清液相混合物出口， 精密過濾澄清濾液出口，以及精密過濾截留相出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述過濾器的濾液出口和/或所述精密過濾截留相出口連接至所述混合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括儲罐，所述過濾器的濾液出口和/或所述精密過濾截留相出口經(jīng)過所述儲罐連接至所述混合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述微旋流分離單元包括一個或多個微旋流分離器，各個微旋流分離器均具有微旋流分離器入口、微旋流濃縮底流出口以及澄清液相混合物出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述微旋流分離單元是多級微旋流分離單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，第一級微旋流分離器入口作為所述煤液化殘渣萃取混合物入口 ；第一級微旋流濃縮底流出口作為所述濃縮煤液化殘渣底流出口；其中，最后一級微旋流分離器的澄清液相混合物出口作為所述微旋流分離單元的澄清液相混合物出口；其中，第二級以上微旋流分離器的底流出口連接至所述混合器； 其中，除最后一級微旋流分離器之外的其他各個微旋流分離器的澄清液相混合物出口連接至下一級微旋流分離器入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述微旋流分離單元是兩級微旋流分離單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述微旋流分離單元的濃縮煤液化殘渣底流出口經(jīng)由螺旋輸送裝置連接至所述過濾器的濃縮煤液化殘渣底流進口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述煤液化殘渣萃取混合物出口位于所述混合器的底部，并且還連接至所述混合器的上部。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述儲罐經(jīng)由雜質(zhì)泵連接至所述混合器。
專利摘要本實用新型涉及一種處理煤直接液化殘渣的系統(tǒng)，包括(A)混合器，至少具有萃取溶劑入口、煤直接液化殘渣入口以及煤液化殘渣萃取混合物出口；(B)微旋流分離單元，至少具有煤液化殘渣萃取混合物入口，其中，煤液化殘渣萃取混合物出口連接至煤液化殘渣萃取混合物入口，濃縮煤液化殘渣底流出口，以及澄清液相混合物出口；(C)過濾器，至少具有濃縮煤液化殘渣底流進口，連接至濃縮煤液化殘渣底流出口，濾液出口；以及(D)精密過濾器，至少具有澄清液相混合物入口，連接至澄清液相混合物出口，精密過濾澄清濾液出口，以及精密過濾截留相出口。該系統(tǒng)可靠性高，分離效率高。
文檔編號C10G1/00GK202246572SQ20112037135
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者呂文杰, 吳秀章, 張勝振, 李克健, 李志明, 李永倫, 楊強, 汪華林, 王劍剛, 章序文 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, 華東理工大學(xué), 神華集團有限責任公司