[发明专利]一种用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置及还原方法

权利要求书

1.一种用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，包括可设置四段不同的压力的压缩单元(1)、脱碳单元(2)和还原单元(3)；所述的压缩单元(1)设有跟生物质合成气连接的压缩机一段进口(4)、压缩机二段出口(5)、压缩机三段进口(6)和压缩机四段出口(7)，所述脱碳单元(2)包括脱碳塔(8)、计量泵(9)、用于储存碳酸丙烯酯溶液的碳丙液槽(10)和再生塔(11)，所述计量泵(9)将碳丙液槽(10)中的碳酸丙烯酯溶液送入脱碳塔(8)用来吸收压缩机二段出口(5)出来的生物质合成气中的CO₂气体，碳酸丙烯酯溶液吸收CO₂气体后得到的吸收液经再生塔(11)解析出CO₂气体后回流至碳丙液槽(10)进行下一轮吸收，所述依次连接的脱碳塔(8)、计量泵(9)、碳丙液槽(10)和再生塔(11)形成一个循环回路；所述还原单元(3)包括壁上设有导热油夹层(20)的固定床反应塔(19)、跟所述导热油夹层(20)连通的为固定床反应塔(19)供热的导热油炉(26)和在线监测进出固定床反应塔(19)的生物质合成气成分和含量的合成气在线分析仪(27)；所述压缩机二段出口(5)跟所述脱碳塔(8)侧面下方设有的生物质合成气入口(14)连通，所述压缩机三段进口(6)跟所述脱碳塔(8)顶部设有的脱CO₂合成气出口(18)连通，所述压缩机四段出口(7)跟固定床反应塔(19)顶部设有的合成气进口(24)连通。

2.根据权利要求1所述的用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，所述脱碳塔(8)侧面上方设置有跟计量泵(9)连通的碳丙液入口(13)，底部设有吸收液出口(15)。

3.根据权利要求1所述的用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，所述再生塔(11)侧面上部设有吸收液入口(16)，顶部设有排CO₂口(17)，底部设有跟所述碳丙液槽(10)顶部连通的碳丙液出口(12)，所述吸收液入口(16)跟脱碳塔(8)底部设有的吸收液出口(15)通过管路连通。

4.根据权利要求1所述的用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，所述碳丙液槽(10)通过管线经由计量泵(9)与脱碳塔(8)侧面上部设置的碳丙液入口(13)相连通，所述碳丙液槽(10)的顶部与再生塔(11)底部设有的碳丙液出口(12)通过管路连通。

5.根据权利要求1所述的用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，所述固定床反应塔(19)的顶部设有排气口(23)和合成气进口(24)，底部设有还原后合成气出口(25)，侧壁设有导热油夹层(20)；所述合成气进口(24)跟压缩机四段出口(7)连通；所述合成气进口(24)和还原后合成气出口(25)的管路上设置有检测生物质合成气成分和含量的合成气在线分析仪(27)；所述导热油夹层的上端设有导热油出口(23)，下端设有导热油进口(21)，所述导热油出口(23)和导热油进口(21)通过管线与导热油炉(26)连通。

6.根据权利要求5所述的用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，所述固定床反应塔(19)内纵向平行分布多根反应列管，所述固定床反应塔(19)一根列管的顶部和底端设有测温装置。

7.根据权利要求1所述的用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原装置，其特征在于，所述压缩单元的连通管路设有测定压缩单元进出口压力的压力表。

8.一种用于催化生物质合成气合成低碳混合醇的催化剂的还原方法，其特征在于，利用上述任一权利要求所述的还原装置，包括以下步骤：

a、利用脱碳单元对生物质合成气中的CO₂进行脱除，生物质合成气中的CO₂含量降低到10％以下；

b、将步骤a得到的符合要求的生物质合成气通入固定床反应塔进行还原，压力0.3～0.5MPa下，从常温开始升高到115～125℃后持续通入生物质合成气，保持该温度50-70分钟，然后升温至235～245℃，在该温度下保持50-70分钟，然后升温至255～265℃，在该温度下保持30分钟，然后升温至275～285℃，在该温度下保持30分钟，然后升温至295～305℃，在该温度下保持10-12小时；升温速率为1～2℃每分钟；

c、还原结束后，继续通入生物质合成气，降温至200℃，在该温度下保持110～130分钟。