[发明专利]一种生物质热解与催化裂化反应耦合的装置以及方法

说明书

一种生物质热解与催化裂化反应耦合的反应装置，包括生物质热解反应器、双提升管催化裂化反应器和催化剂再生器，其中，生物质热解反应器置于催化剂再生器内部。生物质热解反应器置于催化剂再生器内，在反应过程利用自身生成的生物炭和改质过程生成的焦炭供热，充分利用了待生催化剂烧焦的热量，减少能耗。在生物质热解过程不需要热载体加入，减少其与反应产物的分离，以及反应器磨损。此方法可以充分利用现有的石油馏分催化裂化装置，采用双提升管催化裂化反应器，既可以通过石油馏分的催化裂化提升装置的规模，避免单一的生物质热解油改质的装置规模过小而影响装置的操作和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种生物质热解的反应装置，具体的，涉及一种生物质热解与硫化催化裂化耦合的装置。

背景技术

能源是保障人类社会进步的重要物质基础，也是国家经济发展的重要支撑，与人类生活和生产息息相关，对社会进步、经济发展起着不可或缺的重要推动作用。随着经济的迅速发展，化石能源日趋枯竭，石油资源供应问题突出，同时化石燃油带来严峻的环境问题。面对能源危机与环境污染的现状，推动能源生产和消费革命，促进经济发展模式向绿色低碳转型，不仅是我国实行可持续发展战略的内在要求，而且是应对全球气候变化的最佳选择。在能源与环境叠加效应推动下，可再生能源的开发和利用日益受到广泛关注。生物质能源是倍受青睐的可再生能源，来源丰富，可转化为常规的固态、液态和气态燃料。其中，生物质液体燃料(生物油)被广泛认为最具潜力，有望成为未来替代汽车燃料的重要来源。

生物质快速热解技术是获得生物油的重要途径。它采用高加热速率(10²～10⁴K/s)和短停留时间(0.2～3s)及适中的裂解温度(500～650℃)，使生物质中的有机高分子热解，可以得到约75％的油品收率。因为需要较高的反应温度，需要消耗大量的热量，因此生物质热解的能耗成本较高，限制了其工业化进程。此外，所得生物油组成复杂，具有高含氧量(35～60wt％)、高粘度(40℃下20～200mPa·s)、高酸值(pH 2～4)、低热值(14～19MJ/kg)等特点，直接作为替代车用燃料存在缺陷，因此需要进行后续精制方可生产出满足车用要求的燃料油。

如何更有效的提高生物质燃料利用，是本发明的主要目的。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种生物质热解与流化催化裂化耦合的装置，该装置可以很好地利用待生催化剂再生过程中焦炭燃烧的热量，省去了生物质热解反应中使用额外的热源。

本申请的在一个目的提供一种生物质热解与流化催化裂化耦合的工艺，该工艺将生物质热解过程与催化裂化反应过程相结合，充分利用装置的规模效应，缓解生物质原料供应不稳定的影响，且降低生产成本。同时既实现了生物质热解油的在线改质，又避免了生物质热解油与石油馏分竞争吸附引起的产物分布和产品质量恶化。

为实现本发明的上述目的，采用如下技术方案：

一种生物质热解与流化催化裂化耦合的装置，包括生物质热解反应装置、催化剂再生器以及催化裂化反应器，其中，生物质热解反应器置于催化剂再生器内部。

催化再生器为变径的罐体，罐体上部分的直径大于罐体下部分的直径，即，罐体上部分为稀相段，罐体的下部分为密相段。

在稀相段内设有至少两组旋风分离器，其中，一组旋风分离器与生物质热解反应器的上端部连接。

在本申请中，所述的催化剂可以为石油化工领域的流化床催化裂化反应中使用的催化剂。

在本申请中，生物质热解反应器置于催化剂再生器内，在反应过程利用自身生成的生物炭和催化裂化过程生成的焦炭供热，充分利用了催化剂待生剂烧焦的热量，减少能耗。

在生物质热解过程不需要热载体加入，减少其与反应产物的分离，以及反应器磨损。

附图说明