一种用于生物质热解加氢制备烯烃的反应系统的制作方法

本实用新型涉及烯烃生产领域，具体涉及一种用于生物质热解加氢制备烯烃的反应系统。

背景技术：

随着我国原油对外依存度增加和国内烯烃供需矛盾加剧，烯烃原料供应紧张，制约了低碳烯烃行业发展。因此，扩大烯烃原料种类、采用非石油原料生产低碳烯烃有着重要意义。生物质作为原料用于制取烯烃有着广阔的研究前景。生物质热解气经催化制备低碳烯烃工艺简单，克服了传统气化-合成技术制备过程复杂和周期长等缺点。然而，生物质热解气催化制备低碳烯烃工艺过程也存在诸多影响因素，如生物质原料特性、热解工艺条件、催化剂类型和加氢反应环境等。

生物质热解气催化制备低碳烯烃的工艺路线，在热解后的加氢混合工序中，需要按照设计的比例进行混合。实际生产过程中发现，气瓶中的气体流速随着气压的下降波动明显，导致混合比例不稳定，而且传统的搅拌式混合需要的混合时间长，制约了后续高温催化的速度。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种合成率高的用于生物质热解加氢制备烯烃的反应系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于生物质热解加氢制备烯烃的反应系统，包括原料提供部分、混合部分和反应部分；

所述原料提供部分包括气瓶、截止阀、调节阀、过滤器、单向阀和转子流量计；

所述气瓶、截止阀、调节阀、过滤器、单向阀和转子流量计顺序连接；

所述气瓶包括瓶体、设在瓶体底面上的弹簧、固定在弹簧自由端上的隔板、开在隔板侧面上的凹槽和放置在凹槽内的密封圈；

所述弹簧围绕瓶体的轴线圆形阵列；

所述隔板与瓶体间隙配合。

作为进一步的解决方案：所述混合部分包括与转子流量计连接的混合罐和安装在混合罐外壁上的循环泵；

所述循环泵的两端分别与混合罐的两端连接。

作为进一步的解决方案：所述反应部分包括与混合罐连接的预热罐、U型反应器、截止阀A、过滤器A和背压阀；

所述预热罐、U型反应器、截止阀A、过滤器A和背压阀顺序连接。

作为进一步的解决方案：所述瓶体的底面上铰接有剪式伸缩架；

所述剪式伸缩架的另一端与隔板的底面铰接。

作为进一步的解决方案：所述剪式伸缩架围绕瓶体的轴线圆形阵列。

本实用新型产生的积极效果如下：

本实用新型的气瓶使用了恒压式设计，气瓶内的气体在输出的过程中，内部气压下降，隔板受到的压力下降，弹簧开始伸长。弹簧伸长时推动隔板运动，气瓶内部的有效体积缩小，气压上升。这样能够使气瓶内的气压保持恒定，避免了气压降低时输出速度下降和输出流量不稳定的问题。

本实用新型采用了新的气体混合方式。氢气、一氧化碳、氩气和热解产生的气体进入混合罐后，循环泵动作，将混合罐内的一部分气体从顶部抽出，然后从混合罐的底部注入。这样，混合罐内的气体处于流动状态，气体的流动速度明显高于搅拌的流动速度，能够混合的更加充分。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为气瓶的结构示意图；

图3为剪式伸缩架的结构示意图；

其中：12截止阀、13调节阀、14过滤器、15单向阀、16转子流量计、21瓶体、22弹簧、23隔板、24凹槽、25密封圈、31混合罐、32循环泵、41预热罐、42 U型反应器、43截止阀A、44过滤器A、45背压阀、5剪式伸缩架。

具体实施方式

下面结合图1-3来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于生物质热解加氢制备烯烃的反应系统，包括原料提供部分、混合部分和反应部分；

所述原料提供部分包括气瓶11、截止阀12、调节阀13、过滤器14、单向阀15和转子流量计16；

所述气瓶11、截止阀12、调节阀13、过滤器14、单向阀15和转子流量计16顺序连接；

所述气瓶11包括瓶体21、设在瓶体21底面上的弹簧22、固定在弹簧22自由端上的隔板23、开在隔板23侧面上的凹槽24和放置在凹槽24内的密封圈25；

所述弹簧22围绕瓶体21的轴线圆形阵列；

所述隔板23与瓶体21间隙配合。

作为进一步的解决方案：所述混合部分包括与转子流量计16连接的混合罐31和安装在混合罐31外壁上的循环泵32；

所述循环泵32的两端分别与混合罐31的两端连接。

作为进一步的解决方案：所述反应部分包括与混合罐31连接的预热罐41、U型反应器42、截止阀A43、过滤器A44和背压阀45；

所述预热罐41、U型反应器42、截止阀A43、过滤器A44和背压阀45顺序连接。

作为进一步的解决方案：所述瓶体21的底面上铰接有剪式伸缩架5；

所述剪式伸缩架5的另一端与隔板23的底面铰接。

作为进一步的解决方案：所述剪式伸缩架5围绕瓶体21的轴线圆形阵列。

本实用新型具有多个原料提供部分，分别存储有氢气、一氧化碳和氩气等反应气体。生物质热解生成的气体经过过滤后通过管道注入到混合罐31内。

下面结合实际的工作过程对本实用新型做进一步的说明和解释。

首先，截止阀12打开，气瓶与混合罐31之间的气路接通。瓶体21内的气压大于管道内的气压，瓶体21内的气体开始向混合罐31流动。

瓶体21内的气体在流出的过程中，瓶体21内部的气压下降。弹簧22受到的压力下降，开始伸长。弹簧22伸长时推动隔板23运动，瓶体21内部的可用空间缩小，气压回升到初始值并在一个小范围内波动。

隔板23随着瓶体21的气体流出缓慢上升，将其内部的气压控制在一个稳定的范围内，避免输出波动。弹簧22围绕瓶体21的轴线设置3-4个，能够保证隔板23受力均匀，上升时不会出现倾斜。为了进一部提高隔板23上升时的稳定性，在隔板23与瓶体21底面之间增设剪式伸缩架5，剪式伸缩架5随着隔板23的上升伸长。剪式伸缩架5的硬度高于弹簧硬度，只能在轴向方向上伸长，避免了弹簧22在伸长过程中可能出现的晃动，能够进一步提高隔板23在移动过程中的稳定性。

隔板23的侧壁上设有凹槽24和密封圈25，起密封作用，避免气体泄露到隔板23下方。

气体顺序流过截止阀12、调节阀13、过滤器14、单向阀15和转子流量计16后进入混合罐31。该线路中截止阀12负责气路的开合；调节阀13调整气体的流速；过滤器14的作用是滤掉气体中掺杂的灰尘等小颗粒物质；单向阀15的作用是避免气体回流，起保护作用；转子流量计16的作用是记录气体的流出总量。

氢气、一氧化碳和氩气等全部进入混合罐31后，截止阀12关闭，开始进行混合工作。循环泵32开始动作，将一部分气体从混合罐31的一端抽出后从另一端注入，混合罐31内的气体处于流动状态。循环泵32可以高速工作，短时间内实现气体的充分混合。这种混合方式能够避免机械搅拌可能产生的火星，安全性更高。

混合完成后，气体进入预热罐41内进行预热并在U型反应器42内完成合成烯烃的反应。反应完成后的气体顺序经过截止阀A43、过滤器A44和背压阀45后输出到存储罐。

该部分路线中，截止阀A43作用是控制管路的开合，过滤器A44的作用是去除气体中出现的小颗粒杂质；背压阀45的作用是泄压，当管路内气压过高时，背压阀45动作，将多余的气体排出，降低管道压力，保证生产安全。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。