专利名称：生物质热裂解制油方法
技术领域：
本发明涉及热裂化制取油气技术领域，具体涉及一种生物质等热裂解制油方法。
背景技术：
目前，以生物质制油的方法不外以下几种干馏、高温烟气加热、流化床、硝化、发酵。以上方法存在以下缺点是干馏加热效率低，温度梯度大，难以大规模工业化；高温烟气加热产品含氧量高，大量低热值气体不好利用；流化床对加工原料有选择，不便加工成微小颗粒的原料使用；硝化使用强酸，设备投资大，流程长；发酵速度慢，产品分离能耗高、难度大。从以往的相关报道可以看出，每年都有不少农村因为回收秸秆没有效益，随地放火大面积焚烧，不仅造成环境污染，而且给公路交通和航空运输造成不利影响。也就是说， 到目前为止，还没有一种以生物质、废塑料、废橡胶以及垃圾有机物为原料通过热裂解制油的较好方法。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种流程合理、成本低廉、节能的生物质热裂解制油方法。其技术方案包括以生物质、废塑料、废橡胶或垃圾有机物的一种或几种为原料， 经过热裂解和分馏工艺过程的制油方法，其中生物质包括植物秸秆、稻壳、树枝、树叶、杂草或藻类的一种或几种组合。(一)、裂解塔填充好原料后，从裂解塔底部注入温度18(T290°C的烟气，给原料脱水，烟气和脱后水汽通过裂解塔顶部高点放空阀放空；当裂解塔上中下温度均超过180°C 之后，关闭热烟气阀，利用温度18(T300°C过热蒸汽置换出烟气并放空，置换之后，关闭过热蒸汽和高点放空阀。(二)、外来的循环油通过连接管和泵依次接入汽液分离罐、分馏塔底部、加热炉后，通过控制阀产生两个回路，一路回到汽液分离罐，组成起始循环油注入和热循环回路， 该循环中加热炉的加热温度控制在30(T35(TC。(三)、完成循环油注入和热循环后，关闭控制阀到汽液分离罐的回路，另一回路接入裂解塔上部，经分布器喷洒到原料堆层上，再通过裂解塔下部和底部分设的汽、液出口汇入汽液分离罐，当原料裂解油气和循环油进入汽液分离罐的温度高于375°C后，开启分馏塔底泵，用来自分馏塔底经过换热器的循环油快速降温，将进入汽液分离罐介质的温度控制在35(T370°C (防止结焦)，经汽液分离罐分离后的汽、液通过各自的管路进入分馏塔下部， 分馏塔底部通过泵和换热器与外来循环油管路连接，组成循环油热裂解循环回路。(四)、分馏塔上根据分离物质不同沸点设置了多个出料口，进入分馏塔内的油气按其沸点高低依次通过各自的出料口通过换热、冷却进入产品罐区。上述方案还包括在将循环油出加热炉的温度升至45(T550°C的同时，从裂解塔顶部注入干气占据裂解塔上部空间。经汽液分离罐分离后的油、汽接入分馏塔的位置按上、下布置。分馏塔上设置的出料口自下而上包括循环油、蜡油、柴油、汽油及气体，其中裂解产生的汽油及气体经气体压缩机压缩后送入下游吸收-稳定装置，分离得干气、液化气和稳定汽油。所述裂解塔至少有两个，汽液分离罐与裂解塔构成一一对应，所述控制阀为四通阀，裂解塔除焦是利用水蒸汽汽提、冷却焦层至70°C以下后进行的。所述生物质包括植物秸秆、稻壳、树枝、树叶、杂草、藻类等。本发明与现有技术相比较，其优点体现在以下几个方面
1、从加热炉过来的高温循环油直接均勻喷洒到生物质堆层上，热效率高，传热速率高， 同高度原料层温度均勻，不同高度从上到下形成温度梯度，没有局部高温现象。2、两个以上裂解塔轮换操作，就像延迟焦化装置一样，可以大规模处理原料，实现工业化连续运转。3、利用高温循环油给生物质热裂解提供热量，裂解塔内没有空气存在，也不需要惰性气加热流化，产品含氧量自然较低，干气也是高热值气体。4、高温循环油直接均勻喷洒到生物质堆层上，易于控制热裂解速度和反应深度， 也就实现了裂解产物收率与质量的控制。5、可以使用此技术改造已有延迟焦化装置，投资少，见效快。6、裂解原料来源广泛，不仅可以处理生物质，如秸秆、稻壳、树枝、树叶、杂草、藻类等，还可以处理废塑料、废橡胶以及垃圾有机物，既可以单独处理同一类原料，也可以同时处理不同种类的原料。7、裂解原料不需要粉碎成小颗粒，只需要简单切割，原料预处理费用较低。8、高温循环油直接均勻喷洒到生物质堆层上，生物质可以快速到达热裂解温度， 产品利用成熟的分馏技术加以切割，能耗低，易处理。
图1是本发明流程示意图。图1中，标注说明如下1为加热炉，2、3为裂解塔(可以根据加工规模设置N个裂解塔，附图1中仅以2个裂解塔加以说明)，4、5为汽液分离罐，6为分馏塔，7为塔顶产品汽液分离罐，8为柴油汽提塔，9为裂解液体与循环油混合液体泵，10为粗汽油泵，11为塔顶循环泵，12为中段循环泵，13为柴油泵，14为蜡油泵，15为循环油泵，16为分馏塔底泵， 17 21为冷却器，22^26为换热器，27为四通阀，28为产品气体，29为粗汽油，30为柴油，31 为蜡油，32为循环油，33为焦炭，34、35为原料，36为干气，37为高点放空，38为热烟气，39 为过热蒸汽，40为除焦前汽提油气和安全阀放空油气。
具体实施例方式下面结合附图1，以2万吨/年生物质热裂解制油方法作进一步说明。从图1可以看出，首先，循环油32从装置外通过冷却器21和换热器25 J6付线进入汽液分离罐4或5，建立液位后，启动裂解液体与循环油混合液体泵9，分馏塔6底部建立液位后，启动循环油泵15，将循环油打入加热炉1辐射管升温至30(T35(TC，通过四通阀27 进入汽液分离罐4或5，建立循环油热循环。(开工前准备步骤1)
同时，经简单切割的原料34、35 (原料包括生物质、废塑料、废橡胶以及垃圾有机物)通过上料机(图中未显示)进入裂解塔2或3，加到合适高度后，开启热烟气38 (130^250°C) 进入裂解塔底部，在向上升的过程中，给原料脱水，烟气和脱后水汽通过高点放空37，当裂解塔上中下温度恒定在18(T200°C之后，关闭热烟气38，开启过热蒸汽39 (180^300 V )置换烟气并放空，置换之后，关闭过热蒸汽39和高点放空37。(开工前准备步骤2)
然后，将循环油通过四通阀27改入裂解塔2或3上部，经分布器喷洒到原料堆层上，此时，将循环油出加热炉1的温度升至45(T550°C (原料裂解反应需要高温)，同时需要供给反应热(热裂解反应是吸热反应，这些热量完全需要来自加热炉的循环油带给原料)，原料裂解油气和循环油从上到下沿原料层流到裂解塔底部，下层原料得到了上层原料裂解油气和循环油携带的热量，形成从上到下的温度梯度(55(T320°C )，位于椎体底部的出口主要用于裂解液体与循环油混合液出塔，另一个或多个位于椎体边壁或垂直塔壁上的出口主要用于原料裂解油气出塔，裂解液体与循环油出裂解塔后汇聚到一起进入汽液分离罐4或5。当原料裂解油气和循环油进入汽液分离罐4或5的温度高于375°C后，开启分馏塔底泵16，用来自分馏塔底经过换热器沈的循环油快速降温，将进入汽液分离罐4或5介质的温度控制在35(T370°C (防止结焦)，分离后的原料裂解油气进入分馏塔6，裂解液体与循环油混合液经泵9打入分馏塔6，其入塔高度在原料裂解油气入塔口之上。在将循环油出加热炉1的温度升至45(T550°C的同时，适量开启干气36从裂解塔顶部注入，用干气占据裂解塔上部空间，可以减少原料裂解油气在裂解塔停留时间，以减少二次裂化比例。在分馏塔内，根据沸点不同，依次分出循环油32、蜡油31、柴油30，塔顶馏出粗汽油四及气体观，裂解产生的气体观经气体压缩机压缩(图中未显示)后和粗汽油四一起送到下游吸收-稳定部分(图中未显示)，分离得干气、液化气和稳定汽油，本专利分馏塔以及下游吸收-稳定部分与延迟焦化装置同理，就不再赘述。当裂解塔自上到下的温度梯度从55(T320°C逐步变化至55(T530°C，且原料裂解油气进入分馏塔6的量急剧减少，此时，可以确定这个裂解塔内原料热裂解结束，同时将循环油通过四通阀27改入另一个裂解塔上部。原来的裂解塔则利用水蒸汽汽提、冷却焦层(用蒸汽和水)至70°C以下后开始除焦，除焦前汽提油气和安全阀放空油气40进入下游冷却系统(图中未显示)。裂解塔除焦的程序与延迟焦化装置焦炭塔同理，这里就不再赘述。在裂解塔除焦的同时，清除汽液分离罐4或5沉积焦炭。
权利要求
1.一种生物质热裂解制油方法，以生物质、废塑料、废橡胶或垃圾有机物的一种或几种为原料，经过热裂解和分馏工艺过程的制油方法，其中生物质包括植物秸秆、稻壳、树枝、树叶、杂草或藻类的一种或几种组合，其特征在于(一)、裂解塔填充好原料后，从裂解塔底部注入温度18(T290°C的烟气，给原料脱水，烟气和脱后水汽通过裂解塔顶部高点放空阀放空；当裂解塔上中下温度均超过180°C之后， 关闭热烟气阀，利用温度18(T30(TC过热蒸汽置换出烟气并放空，置换之后，关闭过热蒸汽和高点放空阀；(二 )、外来的循环油通过连接管和泵依次接入汽液分离罐、分馏塔底部、加热炉后，通过控制阀产生两个回路，一路回到汽液分离罐，组成起始循环油注入和热循环回路，该循环中加热炉的加热温度控制在30(T35(TC ；(三)、完成循环油注入和热循环后，关闭控制阀到汽液分离罐的回路，另一回路接入裂解塔上部，经分布器喷洒到原料堆层上，再通过裂解塔下部和底部分设的汽、液出口汇入汽液分离罐，当原料裂解油气和循环油进入汽液分离罐的温度高于375°C后，开启分馏塔底泵，用来自分馏塔底经过换热器的循环油快速降温，将进入汽液分离罐介质的温度控制在 35(T370°C，经汽液分离罐分离后的汽、液通过各自的管路进入分馏塔下部，分馏塔底部通过泵和换热器与外来循环油管路连接，组成循环油热裂解循环回路；(四)、分馏塔上根据分离物质不同沸点设置了多个出料口，进入分馏塔内的油气按其沸点高低依次通过各自的出料口通过换热、冷却进入产品罐区。
2.根据权利要求1所述的生物质热裂解制油方法，其特征在于在将循环油出加热炉的温度升至45(T550°C的同时，从裂解塔顶部注入干气占据裂解塔上部空间。
3.根据权利要求1或2所述的生物质热裂解制油方法，其特征在于经汽液分离罐分离后的油、汽接入分馏塔的位置按上、下布置。
4.根据权利要求3所述的生物质热裂解制油方法，其特征在于分馏塔上设置的出料口自下而上包括循环油、蜡油、柴油、汽油及气体，其中裂解产生的汽油及气体经气体压缩机压缩后送入下游吸收-稳定装置，分离得干气、液化气和稳定汽油。
5.根据权利要求4所述的生物质热裂解制油方法，其特征在于所述裂解塔至少有两个，汽液分离罐与裂解塔构成一一对应，所述控制阀为四通阀，裂解塔除焦是利用水蒸汽汽提、冷却焦层至70°C以下后进行的。
全文摘要
本发明涉及生物质热裂解制油技术，具体来说，就是提供一种以延迟焦化类似技术为依托、以生物质等为原料通过热裂解制油的方法。本发明内容主要是循环油从分馏塔底抽出，用热油泵打进加热炉的辐射室炉管，快速加热升温到450~550℃后，进入热裂解塔上部，经分布器喷洒到原料堆层上，原料裂解油气和循环油从上到下沿原料层流到裂解塔底部，形成从上到下的温度梯度，原料裂解油气和循环油进入汽液分离罐，分离后的原料裂解油气进入分馏塔，与裂解液体与循环油混合液传质后，经过分馏得到气体、粗汽油、柴油、蜡油和循环油。其主要特点是流程合理、成本低廉、节约能源。
文档编号C10G1/00GK102260516SQ20111017792
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者何燕文, 高玉玲 申请人:高玉玲