一种植物秸秆连续热裂解工艺及其裂解设备制造技术

本发明专利技术创造提供一种植物秸秆连续热裂解工艺，具体步骤如下：(1)将植物秸秆晒干或烘干至含水10％以下，并粉碎到直径10mm以下的小颗粒；(2)常温下将植物秸秆颗粒和原油混合，配比为每千克植物秸秆颗粒加入原油2～6千克，搅拌0.5～1小时，混均，作为原料备用；(3)将原料导入热裂解装置内进行热裂解，热裂解温度为400～600℃，热裂解时间为5～30秒；(4)将热裂解产物经降温分离产出气体、液体和固体焦渣。相对于现有技术，本发明专利技术创造所述的植物秸秆连续热裂解工艺具有以下优势：不使用其它导热介质，避免了后续分离导热介质和裂解产物的环节，原油本身参与裂解，也起导热作用，工艺简化且裂解效率高，可连续生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造属于植物能源开发利用领域，具体为一种利用环烷基原油促进植物秸秆裂解成可燃气和生物质油的连续生产工艺，适用于生产环烷基原油的油田企业，利用现有条件开发利用植物能源。
技术介绍
植物秸秆热裂解技术可以将低品位的生物质能转化为高品质的液体燃料或者高气体燃料。纤维素作为生物质最主要的组成部分，对其进行热裂有助于提高我国生物质能源的转化利用水平，促进生物质能源的开发和利用。近年来，国内外先后开发了利用高温固体粉末(如石英砂)、高温空气、高温水、等离子等对纤维素进行热裂解，产生裂解气或生物质油的方法。原油是各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的环境中，经过许多物理化学作用，最后逐渐形成为石油。原油组分复杂，其中的中环烷烃等组分可以和植物秸秆中的纤维素相互促进热裂解。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造利用原油中环烷烃等组分和秸秆中的组分可相互促进热裂解的特性，提出一种植物秸秆连续热裂解工艺，以解决现有技术存在的问题。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种植物秸秆连续热裂解工艺，所述工艺的具体步骤如下：(1)将需要进行热裂解的植物秸秆进行干燥处理至含水10％以下，并粉碎到直径10mm以下的小颗粒；(2)常温下将步骤(1)中所得植物秸秆颗粒和原油混合，配比为每千克植物秸秆颗粒加入原油2～6千克，搅拌0.5～1小时，混拌均匀，作为原料备用；(3)将步骤(2)中所得原料导入热裂解装置内进行热裂解，热裂解温度为400～600℃，热裂解时间为5～30秒；(4)将步骤(3)中所得热裂解产物经降温分离产出气体、液体和固体焦渣。进一步的，所述植物秸秆为芒草、芦苇、小麦秸秆、玉米秸秆、稻草中的一种或两种以上的混合物，其干燥处理方式为烘干或晒干。进一步的，所述原油为环烷基原油或中间基原油。进一步的，所述原料在导入热裂解装置前需进行换热处理，加温至20～80℃。进一步的，所述步骤(4)中所得热裂解产品中一部分液体经离心去渣后经换热后返回热裂解装置与新原料混合后循环使用，另一部分液体作为产品裂解油采出，气体直接作为热裂解装置的气体燃料使用，固体胶渣直接排出。更进一步的，返回所述热裂解装置循环利用的液体占产出液体总量的10％～20％。本专利技术创造的另一目的在于提出一种实施所述的植物秸秆连续热裂解工艺的设备，包括通过管道依次连接的螺杆泵、低温换热器、裂解管、高温换热器、冷凝分离塔和离心机；其中所述裂解管位于加热炉内，冷凝分离塔内设有连接所述低温换热器的循环冷却管，所述冷凝分离塔的液体出口与所述离心机相连接。进一步的，所述循环冷却管内的冷却液体为质量浓度25～50％的乙二醇水溶液。进一步的，所述离心机出口管道经过所述高温换热器后与所述裂解管相连通。进一步的，所述管道上设有泵和调节阀。相对于现有技术，本专利技术创造所述的植物秸秆连续热裂解工艺具有以下优势：(1)本专利技术热裂解工艺不使用其它导热介质，如石英砂、氮气等，避免了后续分离导热介质和裂解产物的环节，原油本身参与裂解，也起导热作用，工艺简化且裂解效率高；(2)裂解后得到的裂解油10％～20％经过高温换热器加热，重新返回到裂解管，用于回收热量及调节原料(原油和纤维素的混合物)的粘度，环保节能；(3)整个生产过程处于隔绝空气状态，安全隐患相对较小，可连续生产。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的植物秸秆连续热裂解设备的结构示意图。附图标记说明：1-原料(原油秸秆混合液)；2-螺杆泵；3-低温换热器；4-裂解管；5-高温换热器；6-冷凝分离塔；7-裂解气出口；8-裂解油出口；9-离心机；10-调节阀；11-增压泵；12-冷却液循环泵；13-加热炉；14-循环冷却管；15-裂解油；16-焦渣。具体实施方式除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本专利技术，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。在说明书和权利要求书中使用的，单数型“一个”和“这个”包括复数参考，除非上下文另有清楚的表述。例如，术语“(一个)细胞”包括复数的细胞，包括其混合物。所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。下面结合实施例及附图来详细说明本专利技术创造。实施例1采用干燥的芒草粉碎颗粒，含水5％，最大颗粒直径5mm，加入大港油田羊三木地区环烷基原油，每千克植物秸秆颗粒加入原油3千克(原油为环烷基原油或中间基原油，不能用石蜡基原油且10℃时原油粘度小于20mPa.s)。混拌均匀，搅拌0.5小时，作为原料备用。如图1所示，上述原料(原油秸秆混合液)1经螺杆泵2送至低温换热器3，进行加温至40℃，然后喷入裂解管4进行快速热裂解。其中，裂解管4位于加热炉13内，加热炉13为燃气加热，加热温度为500℃。原料在裂解管4内仅停留10秒钟，然后进入高温换热器5降温，之后进入冷凝分离塔6继续降温，在冷凝分离塔6内分离成气体、液体和固体焦渣16。冷凝分离塔6内设有与低温换热器3连通的的循环冷却管14，且连接管道上设有冷却液循环泵12，循环冷却管14内冷却液体为质量浓度25～50％的乙二醇水溶液。冷凝分离塔6分离出的液体由裂解油出口8排出，经过离心机9除去焦渣16后，被调节阀10分成两部分，15％被增压泵11送至高温换热器5升温，然后重新喷入裂解管4，和新原料混合后循环下去；其余则作为产品裂解油15。冷凝分离塔6分离出的气体经由裂解气出口7排出，直接作加热炉13的气体燃料。按照上述工艺和设备进行秸秆热裂解，每千克秸秆颗粒加3千克原油，可生成3.2千克裂解油，和0.1千克焦渣和0.6方可燃气。实施例2采用干燥的麦草粉碎颗粒，含水7％，最大颗粒直径8mm，加入大港油田羊三木地区环烷基原油，每千克植物秸秆颗粒加入原油4千克(原油为环烷基原油或中间基原油，不能用石蜡基原油且10℃时原油粘度小于20mPa.s)。混拌均匀，搅拌1小时，作为原料备用。如图1所示，上述原料1经螺杆泵2送至低温换热器3，进行加温至60℃，然后喷入裂解管4进行快速热裂解。裂解管4位于加热炉13内。加热炉13为燃气加热，加热温度为550℃。原料在裂解管4内仅停留15秒钟，然后进入高温换热器5降温，之后进入冷凝分离塔6继续降温，在冷凝分离塔6内分离成气体、液体和固体焦渣。冷凝分离塔6内有链接低温换热器3的循环冷却管14，循环冷却管14内冷却液体为质量浓度25～50％的乙二醇水溶液。冷凝分离塔6分离出的液体经过离心机9除去焦渣16后，被调节阀10分成两部分，20％被增压泵11送至高温换热器5升温，然后重新喷入裂解管4，和新原料混合后循环下去。其余则作为产品裂解油。冷凝分离塔6分离出的气体直接作加热炉13的气体燃料。按照上述工艺和设备进行秸秆热裂解，每千克秸秆颗粒加4千克原油，可生成4.25千克裂解油，和0.12千克焦渣和0.7方可燃气。以上所述仅为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物秸秆连续热裂解工艺，其特征在于，所述工艺的具体步骤如下：(1)将需要进行热裂解的植物秸秆进行干燥处理至含水10％以下，并粉碎到直径10mm以下的小颗粒；(2)常温下将步骤(1)中所得植物秸秆颗粒和原油混合，配比为每千克植物秸秆颗粒加入原油2～6千克，搅拌0.5～1小时，混拌均匀，作为原料备用；(3)将步骤(2)中所得原料导入热裂解装置内进行热裂解，热裂解温度为400～600℃，热裂解时间为5～30秒；(4)将步骤(3)中所得热裂解产物经降温分离产出气体、液体和固体焦渣。

【技术特征摘要】
1.一种植物秸秆连续热裂解工艺，其特征在于，所述工艺的具体步骤如下：(1)将需要进行热裂解的植物秸秆进行干燥处理至含水10％以下，并粉碎到直径10mm以下的小颗粒；(2)常温下将步骤(1)中所得植物秸秆颗粒和原油混合，配比为每千克植物秸秆颗粒加入原油2～6千克，搅拌0.5～1小时，混拌均匀，作为原料备用；(3)将步骤(2)中所得原料导入热裂解装置内进行热裂解，热裂解温度为400～600℃，热裂解时间为5～30秒；(4)将步骤(3)中所得热裂解产物经降温分离产出气体、液体和固体焦渣。2.根据权利要求1所述的植物秸秆连续热裂解工艺，其特征在于：所述植物秸秆为芒草、芦苇、小麦秸秆、玉米秸秆、稻草中的一种或两种以上的混合物，其干燥处理方式为烘干或晒干。3.根据权利要求1所述的植物秸秆连续热裂解工艺，其特征在于：所述原油为环烷基原油或中间基原油。4.根据权利要求1所述的植物秸秆连续热裂解工艺，其特征在于：所述原料在导入热裂解装置前需进行换热处理，加温至20～80℃。5.根据权利要求1-4任一项所述的植物秸秆连续热裂解工艺，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷齐玲，葛红江，程静，杨卫华，雷齐松，王瑀，
申请(专利权)人：大港油田集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12