[发明专利]两段式生物质定向热解制备酮类化合物的装置与方法

摘要

本发明公开了一种两段式生物质定向热解制备酮类化合物的装置，包括进料系统、热解反应系统、催化反应系统、产物收集系统和积炭测量系统；进料系统包括一级电机、一级螺旋丝杆、二级电机、二级螺旋丝杆、料仓、氮气瓶、保护气流量计、流化气流量计和流量计控制仪；热解反应系统包括热解反应器和热解加热炉；催化反应系统包括催化反应器和催化加热炉；产物收集系统包括旋风分离器、三级冷凝器和集气袋；积炭测量系统包括CO转化器、CO₂吸收器和皂膜流量计。同时，还提供了利用该装置进行生物质定向热解制备酮类化合物的方法，即将生物质首先快速热解为含氧大分子，然后含氧大分子在定向催化剂作用下选择性脱氧重构转化为酮类化合物。

主权项

1.两段式生物质定向热解制备酮类化合物的装置，其特征在于：该装置包括进料系统、热解反应系统、催化反应系统、产物收集系统和积炭测量系统；所述进料系统包括一级电机、一级螺旋丝杆、二级电机、二级螺旋丝杆、料仓、氧气瓶、氮气瓶、保护气流量计、流化气流量计、氧气流量计、流量计控制仪；其中，一级电机连接在一级螺旋丝杆上，二级电机连接在二级螺旋丝杆上，料仓下端的物料掉入一级螺旋丝杆处，料仓上端开两个孔，一孔与流量计控制仪连接，用于通入高纯氮气，另一孔用于连接观察窗；氧气瓶与氧气流量计连接，氮气瓶分别与保护气流量计和流化气流量计连接，保护气流量计、流化气流量计和氧气流量计均与流量计控制仪连接；所述热解反应系统包括热解反应器和热解加热炉；其中，热解反应器侧面开有物料入口，与二级进料组件相连，热解反应器下端通过法兰与流量计控制仪连接，热解反应器下端接一个温度传感器A，热解加热炉覆盖在整个热解反应主反应发生管件表面，热解加热炉开有两孔，一孔为冷却水套进水孔，另一孔为反应物进料孔，冷却水套覆盖在热解反应器进料入口处；所述催化反应系统包括催化反应器和催化加热炉；其中，催化反应器下端通过法兰与热解反应器连接，催化反应器上端通过法兰与产物收集系统相连，同时连接一个温度传感器B，催化加热炉覆盖在催化反应器表面；所述产物收集系统包括旋风分离器、三级冷凝器、集气袋；其中，旋风分离器通过法兰与催化反应器连接，旋风分离器上开有两个孔，一孔与温度传感器连接，另一孔与三级冷凝器连接；三级冷凝器包括三个冷凝系统，从旋风分离器出来的气体进入一级冷凝系统，经过逐级冷凝最终经三级冷凝系统的出口进入集气袋；所述积炭测量系统包括CO转化器、CO₂吸收器和皂膜流量计；其中，从三级冷凝系统引入的气体首先进入CO转化器，然后进入CO₂吸收器，最后进入皂膜流量计。