乙炔制备轻质芳烃的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了乙炔制备轻质芳烃的系统和方法，其中系统包括：热解装置、活化装置、负载装置、焙烧装置、气液分离装置、乙炔制芳烃反应器和分馏装置。热解装置具有生物质入口、热解油气出口和生物炭出口；活化装置具有生物炭入口和活化生物炭出口；负载装置具有金属盐溶液入口、活化生物炭入口和负载后生物炭出口；焙烧装置具有负载后生物炭入口和乙炔制备轻质芳烃催化剂出口；气液分离装置具有热解油气入口、生物油出口和热解气出口；乙炔制芳烃反应器设置有乙炔制备轻质芳烃催化剂，乙炔制芳烃反应器具有反应气入口和混合产物出口；分馏装置具有混合产物入口、气体产物出口、轻质芳烃出口和重质芳烃出口。采用该系统能够显著提高轻质芳烃的收率。

The system and method of preparing light aromatics from acetylene

The invention discloses a system and a method for preparing light aromatics from acetylene, wherein the system comprises a pyrolysis device, an activation device, a load device, a baking device, a gas-liquid separation device, an acetylene aromatics reactor and a fractionating device. With the entrance of biomass pyrolysis device, pyrolysis oil and gas exports and biological carbon export; activation device with biochar and bio activated carbon entrance exit; a load device with the entrance, metal salt solution activation of biochar and load after the entrance of biological carbon export; roasting device with load after the entrance of biochar and acetylene preparation of light aromatics catalyst outlet; gas liquid separation device with pyrolysis oil and gas entrance and bio oil exports and gas exports; acetylene reactor equipped with aromatic acetylene for preparing light aromatics aromatics catalyst, acetylene reactor has a reaction gas entrance and mixed product export; fractionation device has a mixture of entrance, gas products export, export and export of heavy aromatic aromatics. The yield of light aromatics can be significantly improved by using this system.

【技术实现步骤摘要】
乙炔制备轻质芳烃的系统和方法
本专利技术属于材料化工领域，具体而言，本专利技术涉及乙炔制备轻质芳烃的系统和方法。
技术介绍
苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃为最重要的化工基础原料之一，广泛应用于生产橡胶、纤维、塑料和染料等化工产品。目前，芳烃主要来源于石油化工中的催化重整和烃类热解，但是目前石油资源越来越匮乏，因此，开发其他路径生产轻质芳烃势在必行。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出乙炔制备轻质芳烃的系统和方法。采用本专利技术提出的乙炔制备轻质芳烃的系统制备轻质芳烃，不仅能够显著提高乙炔的转化率和轻质芳烃的收率，还能使生物质得到综合利用，显著有效减少生物质焚烧带来的环境污染问题。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种乙炔制备轻质芳烃的系统，包括：热解装置，所述热解装置具有生物质入口、热解油气出口和生物炭出口；活化装置，所述活化装置具有生物炭入口和活化生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；负载装置，所述负载装置具有金属盐溶液入口、活化生物炭入口和负载后生物炭出口，所述活化生物炭入口与所述活化生物炭出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有负载后生物炭入口和乙炔制备轻质芳烃催化剂出口，所述负载后生物炭入口与所述负载后生物炭出口相连；气液分离装置，所述气液分离装置具有热解油气入口、生物油出口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；乙炔制芳烃反应器，所述乙炔制芳烃反应器设置有所述乙炔制备轻质芳烃催化剂，所述乙炔制芳烃反应器具有反应气入口和混合产物出口，所述反应气入口分别与所述热解气出口和乙炔储罐相连；分馏装置，所述分馏装置具有混合产物入口、气体产物出口、轻质芳烃出口和重质芳烃出口，所述混合产物入口与所述混合产物出口相连。根据本专利技术上述实施例的乙炔制备轻质芳烃的系统，首先，可以利用热解装置对生物质进行热解处理得到热解油气和生物炭。其次，依次利用活化装置、负载装置和焙烧装置分别对生物炭进行活化处理、浸渍处理和焙烧处理，得到乙炔制备轻质芳烃催化剂；利用气液分离装置对热解油气进行气液分离处理得到热解气。最后，利用乙炔制芳烃反应器进行热解气与乙炔制备轻质芳烃的反应并采用分馏装置对反应产物进行分馏处理，最终制备得到轻质芳烃。本专利技术中通过采用上述实施例的乙炔制备轻质芳烃的系统，一方面可以利用从生物质热解油气中分离出来的热解气作为乙炔制备轻质芳烃的反应气，另一方面还能利用生物质热解处理得到的生物炭作为催化剂的载体。由此，不仅能够显著提高乙炔的转化率和轻质芳烃的收率，降低乙炔制芳烃的生产成本，还能使生物质得到综合利用，显著有效减少生物质焚烧带来的环境污染问题。另外，根据本专利技术上述实施例的乙炔制备轻质芳烃的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，活化装置包括：酸洗装置，所述酸洗装置具有稀盐酸入口、所述生物炭入口和酸处理后的生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；水洗装置，所述水洗装置具有蒸馏水入口、酸处理后的生物炭入口和中性生物炭出口，所述酸处理后的生物炭入口与所述酸处理后的生物炭出口相连；多段活化炉，所述多段活化炉具有水蒸气入口、中性生物炭入口和所述活化生物炭出口，所述中性生物炭入口与所述中性生物炭出口相连。由此，可以进一步提高活化生物炭的比表面积，使活化生物炭能够负载更多的活性金属。在本专利技术的一些实施例中，乙炔制备轻质芳烃的系统进一步包括：油洗装置，所述油洗装置具有热解气入口、轻质芳烃入口、净化热解气出口和含有焦油的轻质芳烃出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，所述轻质芳烃入口与所述质芳烃出口相连。由此，不仅可以除去热解气中少量难脱除的轻质焦油，还能将焦油富集在轻质芳烃中，进而提高轻质芳烃的收率。在本专利技术的一些实施例中，油洗装置为吸收塔。由此，可以进一步提高对热解气进行油洗的效率。根据本专利技术的第二个方面，本专利技术还提出了一种利用上述乙炔制备轻质芳烃的系统制备轻质芳烃的方法，包括：(1)将生物质送入所述热解装置中进行热解处理，以便得到热解油气和生物炭；(2)将所述生物炭送入所述活化装置进行活化处理，以便得到活化生物炭；(3)利用金属盐溶液在所述负载装置内对所述活化生物炭进行浸渍处理，以便得到负载活性金属的生物炭；(4)对所述负载活性金属的生物炭送入所述焙烧装置内进行焙烧处理，以便得到所述乙炔制备轻质芳烃催化剂；(5)将所述热解油气通入所述气液分离装置内进行气液分离处理，以便得到生物油和热解气；(6)将所述热解气和乙炔通入乙炔制芳烃反应器内并在所述乙炔制备轻质芳烃催化剂的作用下发生催化反应，以便得到含有芳烃的混合物；以及(7)将所述含有芳烃的混合物通入所述分馏装置内进行分馏处理，以便分别得到气体产物、轻质芳烃和重质芳烃。通过采用本专利技术上述实施例的乙炔制备轻质芳烃的方法，一方面可以利用从生物质热解油气中分离出来的热解气作为乙炔制备轻质芳烃的反应气，另一方面还能利用生物质热解处理得到的生物炭作为催化剂的载体。由此，不仅能够显著提高乙炔的转化率和轻质芳烃的收率，降低乙炔制芳烃的生产成本，还能使生物质得到综合利用，显著有效减少生物质焚烧带来的环境污染问题。另外，根据本专利技术上述实施例的乙炔制备轻质芳烃的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，活化处理包括：利用稀盐酸在所述酸洗装置内对所述生物炭进行酸化处理，以便得到酸处理后的生物炭；利用蒸馏水在所述水洗装置内对所述酸处理后的生物炭进行冲洗至中性并干燥，以便得到中性生物炭；将所述中性生物炭在多段活化炉中与水蒸气接触进行活化处理，以便得到所述活化生物炭。由此，可以进一步提高活化生物炭的比表面积，使活化生物炭能够负载更多的活性金属。在本专利技术的一些实施例中，所述生物质为选自秸秆、木屑、稻壳、花生壳和玉米芯中的至少一种。由此，可以使上述生物质得到有效的综合利用。在本专利技术的一些实施例中，乙炔制备轻质芳烃的方法进一步包括：将步骤(7)产生的轻质芳烃与步骤(5)得到的热解气在所述油洗装置内逆向接触，以便除去所述热解气中的焦油类物质。由此，不仅可以除去热解气中少量难脱除的轻质焦油，还能将焦油富集在轻质芳烃中，进而提高轻质芳烃的收率。在本专利技术的一些实施例中，所述乙炔与所述热解气的体积比为1：(3-9)。由此，可以进一步提高乙炔的转化率和轻质芳烃的收率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，以3000-10000h-1的空速将所述热解气和乙炔通入所述乙炔制芳烃反应器内进行所述催化反应；所述催化反应的温度为350-600摄氏度。由此，可以进一步提高乙炔制备轻质芳烃的反应效率和轻质芳烃的收率。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的乙炔制备轻质芳烃的系统结构示意图。图2是根据本专利技术又一个实施例的乙炔制备轻质芳烃的系统结构示意图。图3是根据本专利技术一个实施例的乙炔制备轻质芳烃的方法流程图。图4是根据本专利技术又一个实施例的乙炔制备轻质芳烃的方法流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙炔制备轻质芳烃的系统，其特征在于，包括：热解装置，所述热解装置具有生物质入口、热解油气出口和生物炭出口；活化装置，所述活化装置具有生物炭入口和活化生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；负载装置，所述负载装置具有金属盐溶液入口、活化生物炭入口和负载后生物炭出口，所述活化生物炭入口与所述活化生物炭出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有负载后生物炭入口和乙炔制备轻质芳烃催化剂出口，所述负载后生物炭入口与所述负载后生物炭出口相连；气液分离装置，所述气液分离装置具有热解油气入口、生物油出口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；乙炔制芳烃反应器，所述乙炔制芳烃反应器设置有所述乙炔制备轻质芳烃催化剂，所述乙炔制芳烃反应器具有反应气入口和混合产物出口，所述反应气入口分别与所述热解气出口和乙炔储罐相连；分馏装置，所述分馏装置具有混合产物入口、气体产物出口、轻质芳烃出口和重质芳烃出口，所述混合产物入口与所述混合产物出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种乙炔制备轻质芳烃的系统，其特征在于，包括：热解装置，所述热解装置具有生物质入口、热解油气出口和生物炭出口；活化装置，所述活化装置具有生物炭入口和活化生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；负载装置，所述负载装置具有金属盐溶液入口、活化生物炭入口和负载后生物炭出口，所述活化生物炭入口与所述活化生物炭出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有负载后生物炭入口和乙炔制备轻质芳烃催化剂出口，所述负载后生物炭入口与所述负载后生物炭出口相连；气液分离装置，所述气液分离装置具有热解油气入口、生物油出口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；乙炔制芳烃反应器，所述乙炔制芳烃反应器设置有所述乙炔制备轻质芳烃催化剂，所述乙炔制芳烃反应器具有反应气入口和混合产物出口，所述反应气入口分别与所述热解气出口和乙炔储罐相连；分馏装置，所述分馏装置具有混合产物入口、气体产物出口、轻质芳烃出口和重质芳烃出口，所述混合产物入口与所述混合产物出口相连。2.根据权利要求1所述的乙炔制备轻质芳烃的系统，其特征在于，所述活化装置包括：酸洗装置，所述酸洗装置具有稀盐酸入口、所述生物炭入口和酸处理后的生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连；水洗装置，所述水洗装置具有蒸馏水入口、酸处理后的生物炭入口和中性生物炭出口，所述酸处理后的生物炭入口与所述酸处理后的生物炭出口相连；多段活化炉，所述多段活化炉具有水蒸气入口、中性生物炭入口和所述活化生物炭出口，所述中性生物炭入口与所述中性生物炭出口相连。3.根据权利要求1所述的乙炔制备轻质芳烃的系统，其特征在于，进一步包括：油洗装置，所述油洗装置具有热解气入口、轻质芳烃入口、净化热解气出口和含有焦油的轻质芳烃出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，所述轻质芳烃入口与所述质芳烃出口相连。4.根据权利要求1所述的乙炔制备轻质芳烃的系统，其特征在于，所述油洗装置为吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，许梅梅，闫琛洋，史学君，
申请(专利权)人：北京华福工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11