一种生物质油催化加氢反应装置及其催化加氢方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生物质油催化加氢装置，包括反应塔、通过支架固定在反应塔内腔中的提升管、设置在反应塔内腔中的感温探头、感压探头、催化剂再生装置、气液分离器、氢源、生物质原油存储罐、输油泵、成品油存储罐、流量控制装置、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一压缩机、第二压缩机、第一热交换器和第二热交换器。同时也公开了一种生物质油催化加氢装置的催化加氢方法，包括冷却氢气循环、反应氢气循环、催化剂再生循环、生物质油油路和氢流量调控。本发明专利技术解决了催化加氢反应过程中的温度控制问题，移出热量问题以及失活催化剂的及时再生问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种生物质油催化加氢装置，包括反应塔、通过支架固定在反应塔内腔中的提升管、设置在反应塔内腔中的感温探头、感压探头、催化剂再生装置、气液分离器、氢源、生物质原油存储罐、输油泵、成品油存储罐、流量控制装置、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一压缩机、第二压缩机、第一热交换器和第二热交换器。同时也公开了一种生物质油催化加氢装置的催化加氢方法，包括冷却氢气循环、反应氢气循环、催化剂再生循环、生物质油油路和氢流量调控。本专利技术解决了催化加氢反应过程中的温度控制问题，移出热量问题以及失活催化剂的及时再生问题。【专利说明】
本专利技术涉及，属于能源工程、化学工程领域。
技术介绍
生物质作为可再生能源，可以替代石油资源制备液体燃料和化学品。生物质油是生物质经快速热解技术制得的一种液体燃料。生物质油含氧量较高，使得其热稳定性差、热值低，必须经过提质改性才能转化为高品位燃料。在生物质油提质技术中，催化加氢是一种很好的方法。由于能显著降低生物质油含氧量，提高能量密度而受到广泛关注。生物质油催化加氢过程中，高温时易发生聚合反应，使得催化剂结焦失活。文献(魏宏鸽，仲兆平.能源研究与利用，3 (2009) 1-4)指出生物质油成分复杂，受热极不稳定，温度超过80°C时，生物质油内的聚合反应已很强烈，与加氢反应相互竞争导致黏度快速增加，最终形成结焦，传统加氢催化剂适应温度为250-300°C，生物质油不可避免的产生结焦，导致催化剂失活、设备堵塞。而生物质油加氢反应本身又是个强放热反应，移热不理想时，很容易导致反应器内产生高温，结焦将迅速发生，最终使得生物质油加氢目标产物收率大为降低。为了获得高稳定性的加氢过程，必须要解决的问题是(I)控制反应过程中的温度，及时移出大量反应热；(2)反应过程中失活催化剂的及时连续再生。反应器内的移热，现有的方法是使用内插盘管或者液相引出换热，而盘管的磨损和对反应器内流场的影响，液相引出时的过滤问题使得这两种方法均不甚理想。催化剂的实时再生，必须要考虑颗粒相的有序进出料，常规三相流化床，如鼓泡床，能够使得颗粒相流动，但是其颗粒相的流动是无序的，而环流反应器在这个方面具有优势。专利CN102061190A提供了一种使用加热炉控温，同时加氢分段的方法，来减缓催化剂的失活，从而提高生物质油催化加氢的稳定性。但该方法未解决反应过程中的移热问题和失活催化剂的及时再生问题。综上所述，尚缺少一种高稳定性的生物质油催化加氢反应装置及其催化加氢方法。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供，解决了催化加氢反应过程中的温度控制问题，移出热量问题以及失活催化剂的 及时再生问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种生物质油催化加氢装置，包括反应塔、通过支架固定在反应塔内腔中的提升管、设置在反应塔内腔中的感温探头、感压探头、催化剂再生装置、气液分离器、氢源、生物质原油存储罐、输油泵、成品油存储罐、流量控制装置、排气阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第一压缩机、第二压缩机、第一热交换器和第二热交换器；所述反应塔的顶部设置有催化剂进口、反应气体出口和排气阀，所述反应塔的底部设置有冷却氢气进口，所述冷却氢气进口与提升管的管口相对，所述冷却氢气进口管径小于或等于提升管管径，所述反应塔的侧壁设置有生物质原油进口、成品油出口、催化剂出口和反应氢气进口 ；所述催化剂出口通过管道与催化剂再生装置的进口连通，所述催化剂再生装置的出口通过管道与催化剂进口连通；所述生物质原油进口通过管道与输油泵的出口连通，输油泵的进口通过管道与生物质原油存储罐的出口连通；所述成品油出口通过管道与成品油存储罐的进口连通；所述反应气体出口通过管道与气液分离器的进口连通，所述气液分离器的液体出口连通连接成品油出口和成品油存储罐进口的管道，所述气液分离器的气体出口通过管道分别与第一电磁阀的进口和第二电磁阀的进口连通，所述第一电磁阀的出口通过管道与第一压缩机的进口连通，所述第一压缩机的出口通过管道与第一热交换器的进口连通，所述第一热交换器的出口通过管道与冷却氢气进口连通，所述第二电磁阀的出口通过管道与第二压缩机的进口连通，所述第二压缩机的出口通过管道与第二热交换器的进口连通，所述第二热交换器的出口通过管道与反应氢气进口连通；所述氢源的出口通过管道与第三电磁阀的进口连通，所述第三电磁阀的出口连通连接第二电磁阀出口与第二压缩机进口的管道；所述流量控制装置分别与感温探头、感压探头、第一电磁阀的控制端和第二电磁阀的控制端连接。所述成品油出口的位置和催化剂出口的位置均高于提升管底部管口的位置。一种生物质油催化加氢装置的催化加氢方法，包括冷却氢气循环、反应氢气循环、催化剂再生循环和氢流量调控；冷却氢气循环:反应塔内的反应气体通过反应气体出口进入气液分离器，分离出循环氢，循环氢分为两路，一路为冷却循环氢，经过第一电磁阀进入第一压缩机，经压缩加压后进入第一热交换器降温，降温后的冷却循环氢通过冷却氢气进口喷入反应塔，冷却循环氢带动反应塔内腔中的生物质油和催化剂进入提升管，然后从顶部管口流出提升管，流出的生物质油和催化剂通过提升管与反应塔内壁之间形成的环隙区向下回流，从而形成反应塔内的环流内循环，同时冷却循环氢吸收反应塔内的反应热，最后通过反应气体出口流出反应塔；反应氢气循环:循环氢另一路为反应循环氢，经过第二电磁阀与由氢源经过第三电磁阀通入的新氢混合，进入第二压缩机，经压缩加压后进入第二热交换器，第二热交换器调整混合氢的温度至反应温度，通过反应氢气进口通入反应塔，混合氢在环隙区与生物质油在催化剂的作用下发生加氢反应，最后未消耗的混合氢通过反应气体出口流出反应塔；催化剂再生循环:在环流内循环的作用下反应塔内失活催化剂通过催化剂出口进入催化剂再生装置再生，再生后通过催化剂进口进入反应塔；氢流量调控:感温探头和感压探头分别感应反应塔内的温度和压力，流量控制装置根据温度、压力控制第一电磁阀的控制端和第二电磁阀的控制端，调整第一电磁阀和第二电磁阀开度大小，从而调控冷却循环氢和反应循环氢的用量。本专利技术的有益效果:1、本专利技术的气液分离器、第一电磁阀、第一压缩机、第一热交换器和反应塔构成冷却循环通路，冷却循环中的冷却循环氢移出反应塔内部因反应产生的热量；2、冷却循环中的冷却循环氢喷入反应塔，在反应塔内形成环流内循环，该循环实现了进出物料的有序控制，特别是便于实现催化剂再生，同时该循环也提高了生物质油内的溶氢量，有利于催化加氢反应；3、本专利技术的感温探头、感压探头、流量控制装置、第一电磁阀、第二电磁阀实现双循环氢气环路的氢流量调控分配，流量控制装置从快速移热和控制产热两个方面同时作用，有利于维持反应塔内温度的稳定，调控迅速。【专利附图】【附图说明】图1为生物质油催化加氢装置的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，一种生物质油催化加氢装置，包括反应塔1、通过支架固定在反应塔I内腔中的提升管2、设置在反应塔I内腔中的感温探头、感压探头、催化剂再生装置6、气液分离器9、氢源10、生物质原油存储罐11、输油泵12、成品油存储罐13、流量控制装置14、第一电磁阀V-1、第二电磁阀V-2、第三电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐惠斌，钟文琪，金保昇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：