[發明專利]生物質焦油的沸騰床反應器

有效

• 申請號: 201410160331.1
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103920430A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 袁遠平;鄭旭暉
• 申請（專利權）人: 河南百優福生物能源有限公司
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;B01J8/24;C10C1/20;C10G67/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種沸騰床反應器，尤其涉及一種生物質焦油的沸騰床反應器。

背景技術

隨著社會的發展，人類對液態能源的需求越來越大，然而現有的石油儲量日益短缺，因此急需尋找新的能源，而生物質能源是一種可再生能源并成為可替代石油、煤炭等化石燃料的重要能源之一。

在生物質能源領域中，將生物質經過裂解、液化等過程產生生物質焦油（俗稱為木焦油），然后再通過對生物質焦油進行提煉生產出汽油、柴油或者航空燃油等，生物質焦油具有如下特點：①分子量較大，裂化比較困難；②常溫下液體的粘度較大；③含有較高比例的固體，在反應中還易生成大量的膠質類固體物質；④在高溫反應時容易發生縮聚反應而結焦，降低催化劑活性，增大反應設備的壓降；因此，現有的生物質焦油提煉設備很難長時間的連續運行將生物質焦油提煉出汽油、柴油。

沸騰床反應器在石油工業中得到廣泛應用，沸騰床反應器應用于石油工業中具有如下優點：沸騰床反應器實現了反應器內物料的高度混合，在此沸騰狀態下操作，在控制得當的情況下基本不存在因反應器系統結焦而產生堵塞的問題；②沸騰床反應器的劇烈攪拌作用和返混現象，促進了傳質和傳熱過程，保持了沸騰床反應器內各物料性質、操作壓力與溫度的高度均勻，從而防止固定床工藝易發生的因局部過熱產生的飛溫現象；③原料油、氫氣與催化劑顆粒充分接觸，提高了加氫反應深度；④反應器內溫度較高，且處于充分流化狀態，因此為直接加工雜質含量大或粘度大的油品創造了必要的條件；⑤系統操作非常靈活，可根據原料的變化和目的產品的要求靈活調整反應參數；⑥由于實現了催化劑在線置換，生產裝置連續運轉周期延長。由于沸騰床反應器在石油工業中具有上述中的優點，因此，人們開始將沸騰床反應器應用到生物質焦油的提煉中，然而，由于上述中的生物質焦油的物質特性，現有的沸騰床反應器在生物質焦油的提煉過程中仍然有如下問題存在：首先，現有的沸騰床反應器均采用底部入料的方式，通過這種方式使物料在反應器中獲得足夠的動力來沸騰并充分混合，然而在生物質焦油進入到反應器后，由于生物質焦油在反應器的底部有一定的置換滯留時間，而生物質焦油在高溫、缺乏催化劑的情況下發生劇烈的聚合放映而產生嚴重的結焦現象，造成設備的堵塞甚至損壞，使得生產不能夠長時間連續進行，產能低，遠不能滿足需要；需要對生物質焦油進行預處理（包括過濾、脫碳等處理），增加了生產工藝，提高了生產成本；現有的設備為了有效地實現沸騰，往往通過減小催化劑粒徑和提高氫氣和生物質焦油的比值，從而增加了催化劑和液體的分離難度，對后續工藝設備造成破壞性影響，而且提高生產成本；因此，如何將沸騰反應器用于生物質焦油的提煉中；并能夠解決生物質焦油自身的特點造成生產障礙成為了一個亟待解決的難點，尤其是如何避免生物質焦油在提煉中出現的結焦現象。

因此，需要提出一種生物質焦油的沸騰床反應器，能夠有效避免由于生物質焦油的自身特點而在提煉過程中產生的結焦現象，從而避免對反應器及配套設備造成堵塞甚至破壞性影響，保證生物質焦油能夠長時間連續穩定地進行提煉。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種生物質焦油的沸騰床反應器，能夠有效避免由于生物質焦油的自身特點而在提煉過程中產生的結焦現象，從而避免對反應器及配套設備造成堵塞甚至破壞性影響，保證生物質焦油能夠長時間連續穩定地進行提煉。

本發明提供的一種生物質焦油的沸騰床反應器，至少包括用于容納反應物料的反應器殼體，所述反應器殼體內下部固定設置有分布器，所述反應器殼體內部上部設置有防止催化劑逸出設備，所述反應器殼體設置有原料入口和產品出口，所述原料入口至少包括生物質焦油入口，所述生物質焦油入口設置于所述反應器殼體的側壁下部且位于所述分布器的上方。

進一步，所述生物質焦油入口與所述分布器的垂直距離為2-100cm。

進一步，所述產品出口包括反應器氣體出口和出液口，所述反應器氣體出口位于所述反應器殼體的頂部，所述出液口位于所述反應器殼體的側壁的上端部；

所述原料入口還包括設置于所述反應器殼體頂部的催化劑入口、設置于反應器殼體的并位于分布器下方的氫氣入口和循環油入口。

進一步，所述沸騰床反應器還包括設置于反應器殼體外并與反應器殼體連通的循環分離系統，所述循環分離系統包括氣液分離器和循環泵，所述氣液分離器的側壁上端設置有進液口，氣液分離器的側壁中下部設置有出油口，位于氣液分離器的底部設置有排液口，位于氣液分離器的頂部設置有氣體出口，所述出油口與循環泵的入口連通，所述進液口與所述出液口連通，所述循環泵的出口與所述循環油入口連通。