[发明专利]一种可实现浆态床反应器内各相物料流速差异性控制的方法

说明书

本发明公开一种可实现浆态床反应器内各相物料流速差异性控制的方法，涉及生物能源转化技术领域。本发明通过在浆态床反应器的侧壁上成对设置温度控制传感装置和密度测量传感装置以及在沿冷氢流向上的两对成对设置的所述温度控制传感装置和密度测量传感装置之间设置侧壁注氢孔，从而实现各相物料流速差异性控制。本发明方法不需要专门使用吸焦催化剂即能保证提高催化剂的使用效率的同时并生成较少的焦炭量。

技术领域

本发明涉及生物能源转化技术领域，具体涉及可实现对浆态床反应器内各相物料流速差异性控制技术。

背景技术

煤炭、原油、天然气、油页岩等化石非再生能源随着社会经济的快速发展而日趋枯竭，以及它们燃烧后产生的CO₂、SO₂、NO_x等污染物所造成的日益严重的环境污染，这使得人类不得不认真考虑获取能源的途径和改善环境的方法。生物质是指一切直接或间接可利用的绿色植物光合作用形成的有机物质，包括植物、动物、微生物及其排泄与代谢物，它具有可再生性、低污染性、广泛分布性。生物质是一种可再生能源，其在满足能源需求、减少环境污染、改善能源结构方面都具备巨大的潜力和优势。近些年来，对生物质能源的转化和利用一直朝着高效、清洁的方向前进，生物质液化技术是其中的重要组成部分。目前生物质液化技术主要有间接液化和直接液化两类，其中直接液化是指在溶剂或催化剂的作用下，采用水解、超临界液化或通入氢气、惰性气体等，在适当的温度、压力下将生物质直接从固体液化成液体。生物质直接液化技术主要有热解液化、催化液化、加压加氢液化等，尤其以加氢加压液化的产品收率高，品质好，但是，高压液化的反应条件苛刻，另外还包括固体物料干燥、粉碎、制浆、升温、加压、反应、分离等十分复杂的工序，也没有比较先进的设备以改善目前的状况。

为此，中国专利文献CN105727845A公开了一种用于重油加氢裂化的双固相悬浮床反应器及其应用，该现有技术包括壳体、锥形底、导流筒和喷嘴，壳体顶部设有物料出口，锥形底设在壳体底部，导流筒同轴设置在壳体内且两端开口，喷嘴设置在锥形底底部的喷嘴具有松动气出口孔、驱动气出口和液体出口，且松动气出口孔贴近锥形底底部，驱动气出口和液体出口高出所述的松动气出口孔。然而该现有技术的反应器只有在同时使用吸焦催化剂以起到吸焦、吸金属的作用，并在操作中随液相物料一起排出；以及高活性的百微米级粗颗粒催化剂，在反应中始终保持高活性，并长期滞留在反应器中参与反应，才能使得生成的焦炭量较少并可相对地提高催化剂的使用效率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的只有需要使用吸焦催化剂和高活性的百微米级粗颗粒催化剂才能使得生成的焦炭量较少并相对提高催化剂的使用效率的缺陷，从而提供一种可实现对浆态床反应器内各相物料流速差异性控制的方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种可实现浆态床反应器内各相物料流速差异性控制的方法，通过在浆态床反应器的侧壁上成对设置温度控制传感装置和密度测量传感装置以及在沿冷氢流向上的两对成对设置的所述温度控制传感装置和密度测量传感装置之间设置侧壁注氢孔，从而实现各相物料流速差异性控制。

所述侧壁注氢孔为3-5个。

所述反应器的高径比为15:1-3:1；所述反应器的操作压力为13-25MPa。

所述催化剂的比表面积为70～300m²/g；催化剂的堆比重为0.4～1.5；催化剂的平均孔径为1～100nm。

固体催化剂在反应器内的存量控制在液体总质量的5-30％；

所述反应器总气速设为0.02-0.2m/s。

所述反应器的操作温度设为250-500℃，反应器内停留时间为15-90分钟。

所述反应器为2个，分别为第一反应器和第二反应器。