一种生物质热解油温和-深度两级连续式加氢脱氧集成装置的制作方法

本实用新型属于生物质能源催化转化与利用技术领域，具体涉及一种生物质热解油温和-深度两级连续式加氢脱氧集成装置。

背景技术：

能源是人类活动的物质基础，分为可再生能源和不可再生能源2大类。目前，不可再生能源主要是煤炭、石油和天然气等为主，其大规模开采导致化石能源日益枯竭，也给环境带来了严重污染。寻求化石能源的替代燃料，对于缓解能源危机、改善环境污染状况、实现可持续发展具有重要意义。生物质能作为重要的可再生能源之一，美国生物质能源是其全国可再生能源总量的45%，在美国消耗能源中所占比例为4%；欧盟则达到其国家总能耗的4%；丹麦的生物质能源已经超过丹麦全国能耗总量的24%；我国的生物质能源储量巨大，总储存量已经超过30 亿吨/年（以干物质计），约合10 亿吨油/年，是我国年均石油总耗量的3倍，生物质能将成为本世纪最具潜力的环境友好型能源。

生物油转化技术由于其潜在的工业化前景而很受人们关注。生物质热解液化制取的液体燃料称为生物质热解油（简称生物油，Bio-oil），生物油具有储存和运输方便的优势，是传统燃料的理想替代品。生物油腐蚀性强、含水量高、含氧量高、热值低、粘度大、不稳定和成分复杂等特点。致使生物油不稳定；因此，限制了生物油的应用，不能直接用作燃料，必须对其进行提质（Upgrading）。生物质油提质是实现其替代石油燃料的关键，也是生物质能源研究的热点。

但生物质油的应用研究还处于探索实验阶段。为了充分地利用生物质油，使生物质油的弱势变成优势，探索生物质油能源化利用已经成为重要的研究课题。就目前状况来说，利用生物油生产化工产品处于摸索实验阶段。未来将从制备高品质燃料和制取附加价值高的化学制品等方面进行研究，提高生物质油能源的利用率，减轻对石化原料的依赖，探究石化副产品向生物质油副产品转变，对生物质能源的高效利用具有重要意义。

生物质油转化技术的反应器主要集中在浆态床、高压反应釜、填充床微型反应器、固定床反应器等反应器，虽然目前关于生物质油提质反应器已经有大量的研究报道和解决方案，但是现有技术中的解决方案还未能实现生物质油的连续式加压深度催化提质的集成装置，仍然是集中于固定式、高压、单级的提质功能；该集成装置可以实现温和-深度式、连续式加压反应，能有效提高生物油的产率、品质和转化率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是生物质油转化技术的反应器主要集中在浆态床、高压反应釜、填充床微型反应器、固定床反应器等反应器，虽然目前关于生物质油提质反应器已经有大量的研究报道和解决方案，但是现有技术中的解决方案还未能实现生物质油的连续式加压深度催化提质的集成装置，仍然是集中于固定式、高压、单级的提质功能；该集成装置可以实现温和-深度式、连续式加压反应，能有效提高生物油的产率、品质和转化率。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种生物质热解油温和-深度两级连续式加氢脱氧集成装置 ，其特征在于：包含充气装置、原料罐（21）、气化室（8）、反应炉和收集罐（14），所述充气装置包含惰性气体罐（25）和还原气体罐（24），所述充气装置、原料罐（21）分别与气化室（8）连通，所述惰性气体罐（25）和还原气体罐（24）内的气体与原料罐（21）内的原料能够在气化室（8）内混合，所述反应炉至少包含反应炉A（20）和反应炉B（10），所述反应炉A（20）和反应炉B（10）通过管路连通，且反应炉A（20）与反应炉B（10）之间管路上设有阀门A（17），所述气化室（8）与反应炉A（20）之间管路连通，所述反应炉A（20）、反应炉B（10）分别与收集罐（14）连通，所述反应炉A（20）与收集罐（14）之间设有阀门B（18），关闭阀门A（17），气化室（8）的反应物能够从反应炉A（20）进入收集罐（14），关闭阀门B（18），气化室（8）的反应物能够经过反应炉A（20）和反应炉B（10）进入收集罐（14），所述收集罐（14）上还设有背压阀（13）。

进一步的，所述充气装置与气化室（8）之间设有稳压阀（7）、质量流量计（4）、压力表（3）和流量控制器（23）。

再进一步的，所述收集罐（14）设于冷凝槽（15）内，所述冷凝槽（15）与冷凝装置(16)连接。

再进一步的，所述还设有温度控制器（9），所述温度控制器（9）分别与气化室（8）、反应炉A（20）和反应炉B（10）连接。

温和式催化加氢阶段：首先关闭背压阀（13）和稳压阀（7），打开还原气体罐（24）和惰性气体罐（25），调节钢瓶压力高于反应压力0.3-0.5MPa，其次打开阀门（1）和阀门（2），根据气体比例调节流量控制器（23），然后关闭阀门A（17），打开阀门B（18），然后打开稳压阀（7），使整个系统的压力高于反应压力0.3-0.5MPa，接着缓缓打开背压阀（13），调节到反应压力，最后设置温度控制器（9）到指定反应炉温度即可。

深度式加氢阶段：首先关闭背压阀（13）和稳压阀（7），打开还原气体罐（24）和惰性气体罐（25），调节钢瓶压力高于反应压力0.3-0.5MPa，其次打开阀门（1）和阀门（2），根据气体比例调节流量控制器（23），然后关闭阀门B（18）、打开阀门A（17），然后打开稳压阀（7），使整个系统的压力高于反应压力0.3-0.5MPa，接着缓缓打开背压（13），调节到反应压力、最后设置温度控制器（9）到指定的不同反应炉温度即可。

本实用新型可以先进行温和式催化加氢脱氧，然后进行深度加氢脱氧。

与现有技术相比，本实用新型可以实现温和-深度式、连续式加压反应，能有效提高生物油的产率、品质和转化率。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图。

附图标记

1是阀门，2 是阀门，3是压力表，4是质量流量计，5是压力表，6是质量流量计，7是稳压阀，8是气化室，9是温度控制器，10是反应炉B，11是填充区，12是压力表，13是背压阀，14是收集罐，15是冷凝槽，16是冷凝器，17是阀门A，18是阀门B，19是填充区，20是反应炉A，21是液体原料，22是蠕动泵，23是流量控制器，24是还原气，25是惰性气体。

具体实施方式

下面详细说明本实用新型的优选实施方式。

实施例1：参照图1，为本实用新型实施例1的结构示意图，一种生物质热解油温和-深度两级连续式加氢脱氧集成装置 ，其特征在于：包含充气装置、原料罐21、气化室8、反应炉和收集罐14，所述充气装置包含惰性气体罐25和还原气体罐24，所述充气装置、原料罐21分别与气化室8连通，所述惰性气体罐25和还原气体罐24内的气体与原料罐21内的原料能够在气化室8内混合，所述反应炉至少包含反应炉A20和反应炉B10，所述反应炉A20和反应炉B10通过管路连通，且反应炉A20与反应炉B10之间管路上设有阀门A17，所述气化室8与反应炉A20之间管路连通，所述反应炉A20、反应炉B10分别与收集罐14连通，所述反应炉A20与收集罐14之间设有阀门B18，关闭阀门A17，气化室8的反应物能够从反应炉A20进入收集罐14，关闭阀门B18，气化室8的反应物能够经过反应炉A20和反应炉B10进入收集罐14，所述收集罐14上还设有背压阀13。

本实用新型可以进行温和式加氢脱氧，首先关闭背压阀13和稳压阀7，打开还原气体罐24和惰性气体罐25，调节钢瓶压力高于反应压力0.3-0.5MPa，其次打开阀门1和阀门2，根据气体比例调节流量控制器23，然后关闭阀门A17，打开阀门B18，然后打开稳压阀7，使整个系统的压力高于反应压力0.3-0.5MPa，接着缓缓打开背压阀13，调节到反应压力，最后设置温度控制器9到指定反应炉温度即可。

实施例2：与实施例1相比，本实施例的区别在于：关闭背压阀13和稳压阀7，打开还原气体罐24和惰性气体罐25，调节钢瓶压力高于反应压力0.3-0.5MPa，其次打开阀门1和阀门2，根据气体比例调节流量控制器23，然后关闭阀门B18、打开阀门A17，然后打开稳压阀7，使整个系统的压力高于反应压力0.3-0.5MPa，接着缓缓打开背压13，调节到反应压力、最后设置温度控制器9到指定的不同反应炉温度即可，这样可以实现深度加氢脱氧。

实施例3：与实施例1相比，本实施例的区别在于：首先关闭背压阀13和稳压阀7，打开还原气体罐24和惰性气体罐25，调节钢瓶压力高于反应压力0.3-0.5MPa，其次打开阀门1和阀门2，根据气体比例调节流量控制器23，然后关闭阀门A17，打开阀门B18，然后打开稳压阀7，使整个系统的压力高于反应压力0.3-0.5MPa，接着缓缓打开背压阀13，调节到反应压力，最后设置温度控制器9到指定反应炉温度即可。待温和加氢脱氧一端时间以后，关闭阀门B18、打开阀门A17，使整个系统的压力高于反应压力0.3-0.5MPa，接着缓缓打开背压13，调节到反应压力、最后设置温度控制器9到指定的不同反应炉温度即可，实先深度加氢脱氧。即先完成温和加氢脱氧，然后完成深度加氢脱氧。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。