【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物航煤的制备领域，具体为一种加氢异构制备生物航煤的装置和方法。
技术介绍
1、与传统化石能源制备的航煤不同，生物航煤由生物质转化并可以与传统航煤混合使用。生物航煤的原料种类很多，通常可以分为3类。第一代原料主要是可食用的农作物，但这类原料会占用土地并且会消耗粮食储量。因此，该类原料并不是非常理想。第二代原料通常是非食用性的油料作物或木质纤维素，如：亚麻荠、麻风树、餐饮废油等。这类原料的脂肪酸含量很高，可以通过加氢酯化等方法得到生物航煤。第三代原料是藻类，与其他生物质原料相比，藻类不仅含油量很高，而且占用的土地较少。
2、生物航煤的原料也可以分为油类作物、木质纤维素、糖和淀粉生物质。不同类型的原料可以通过不同的技术路径转化成生物航煤。现有的主要生物航煤技术转化路径有醇制航煤、油制航煤、气制航煤以及糖制航煤。常见的油制航煤原料包括植物油、餐饮废油、藻油、热解油等。油制航煤技术的主要路径有：酯和脂肪酸加氢、催化水热解、热解等。酯和脂肪酸加氢是目前唯一实现了完全商业化的生物航煤制备工艺。
3、酯和脂肪酸加氢是一种对植物油、餐饮废油和动物脂肪中的甘油三酯、饱和及不饱和脂肪酸加氢处理的过程。酯和脂肪酸加氢制备的航煤，有高热稳定性、良好的冷流性、高十六烷值和尾气排放低等优点。该工艺大体上分为3步。第一步是通过催化加氢的方法将不饱和脂肪酸以及甘油三酯转为饱和脂肪酸，其中甘油三酯通过β-氢消除反应生成脂肪酸。第二步是饱和脂肪酸通过加氢脱氧和脱羧反应转化成c15-c18的直链烷烃。第三步是裂化和异构化反应，脱
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种加氢异构制备生物航煤的方法，通过对加氢异构反应条件的探索，能够生产出高热稳定性、良好的冷流性、高十六烷值和尾气排放低等优点的生物航煤，反应条件稳定，收率高达85m％以上。
3、(二)技术方案
4、为解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案：
5、一种加氢异构制备生物航煤的装置，包括：
6、催化加氢反应器：用于将生物质原料中的不饱和脂肪酸和甘油三酯转化为饱和脂肪酸；在催化剂的存在下，进行加氢反应；
7、加热炉：对混合物进行加热，提供适当的温度条件，促进反应的进行；
8、异构降凝反应器：接收经过加热后的混合物，通过催化剂的作用，进行链烷烃的异构降凝反应，降低原料油的倾点和冷滤点；
9、补充精制反应器：接收异构降凝反应器的反应流出物，在催化剂的作用下，发生烯烃饱和反应，改善产品的安定性；
10、换热器：用于对产物进行冷却，回收部分热能，并将反应物料与产物进行热交换；
11、高压分离器：对补充精制反应器的反应流出物进行气液分离；分离出的富氢气体经过脱硫反应器脱除硫化氢，然后回到循环氢压缩机；液相则进一步进入低压分离器；
12、低压分离器：对高压分离器中的液相再次进行气液分离；
13、分馏系统：接收从低压分离器分离出的生成油，通过分馏得到不同组分的产品，包括气体、生物石脑油和生物航煤等；
14、传输管道：连接催化加氢反应器、异构降凝反应器、补充精制反应器、换热器和其他部件，实现物料在各个部件之间的传输；
15、控制系统：监测和控制整个装置的运行状态，包括温度、压力、流量等参数，确保装置稳定运行。
16、优选的，换热器，包括：
17、管束，由许多平行排列的管组成，补充精制反应器的反应流出物在管内流动。
18、管板，作为固定管束的组件，位于管束的两端。
19、壳体，圆柱形结构，用于安装和支撑管束的管板，冷却介质在壳体内流动。
20、密封件，用于在管板和壳体之间形成密封，防止介质泄漏。
21、进出口管道，包括管束进口、管束出口、壳体进口、壳体出口。
22、管道，用于连接管壳换热器与其他设备或系统。
23、换热器控制器，控制流体的流量，确保补充精制反应器的反应流出物以所需温度排出。
24、另外，一种加氢异构制备生物航煤的方法，包括以下步骤：
25、s1，生物质原料经过催化加氢反应，将不饱和脂肪酸和甘油三酯转化为饱和脂肪酸；
26、s2，饱和脂肪酸经过加氢脱氧和脱羧反应转化为c15-c18的直链烷烃，得到精制原料；
27、s3，精制原料作为加氢异构的原料油，与新氢和循环氢混合后，在加热炉中加热；
28、s4，加热后的混合物进入异构降凝反应器，在催化剂的作用下进行链烷烃异构化反应，降低原料油的倾点和冷滤点；
29、s5，异构降凝反应产物经过换热器冷却后进入补充精制反应器；
30、s6，在补充精制反应器中，催化剂作用下发生烯烃饱和反应，改善产品的安定性；
31、s7，补充精制反应器的反应流出物经过换热器冷却后进入高压分离器，进行气液分离；
32、s8，从高压分离器分离出的富氢气体经过脱硫反应器脱除硫化氢，然后回到循环氢压缩机；
33、s9，从高压分离器分离出的液相进一步进入低压分离器，进行气液分离；
34、s10，分离出的生成油进入分馏系统，通过分馏得到气体、生物石脑油、生物航煤。
35、优选的，步骤s5中，基于pid控制算法对换热器进行控制。
36、(三)有益效果
37、与现有技术相比，本专利技术提供了一种加氢异构制备生物航煤的装置和方法，具备以下有益效果：
38、(1)利用生物质原料进行生物能源转化，相比于传统石油炼制过程，减少了对有限石油资源的依赖。生物质来自多种可再生资源，如植物残渣、农作物秸秆等，因此具有更好的可持续性和环境友好性。生产多种产品，包括生物航煤、生物石脑油等。生物航煤在航空领域具有重要应用价值，作为航空燃料使用。而生物石脑油则作为化工原料或燃料使用。通过适当调整反应条件和催化剂选择，实现不同产品的得率和品质控制。
39、(2)通过催化剂、温度、压力等因素的控制和优化，提高反应效率和产品质量。特别是在步骤s5中采用基于pid控制算法对换热器进行控制，实现精确的温度控制和能量利用，提高整个过程的能源效率。优化反应过程使得生产更稳定、高效，并减少能源和原料的浪费。提供温度控制下换热器热性能与水力性能相结合的监测图，用于指示由于污垢引起的过量热负荷和水力负荷。超压降与洁净状态下的压降之比作为水力性能指标。由于额外的热负荷与洁净条件下的多余热负荷的比率作为热性能指标。监控图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加氢异构制备生物航煤的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种加氢异构制备生物航煤的装置，其特征在于，其中换热器，包括：
3.一种加氢异构制备生物航煤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种加氢异构制备生物航煤的方法，其特征在于，步骤S5中，基于PID控制算法对换热器进行控制。
【技术特征摘要】
1.一种加氢异构制备生物航煤的装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种加氢异构制备生物航煤的装置，其特征在于，其中换热器，包括：
3.一种加氢...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩瑞敏，姚飞飞，闫晓慧，董金福，马帅帅，
申请(专利权)人：河南省君恒实业集团生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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