[发明专利]一种生物质热解液沸腾床反应器的初分布器

说明书

本发明公开了一种生物质热解液沸腾床反应器的初分布器，主要由气液进口管、进口分支管、环形分配管、喷嘴和挡板组成；气液进口管、进口分支管和环形分配管依次连通，气液进口管垂直于环形分配管所在平面，进口分支管倾斜于环形分配管所在平面；喷嘴设于环形分配管底部管壁上，挡板设于环形分配管外壁上且与环形分配管外壁相切。本发明的初分布器形成的气泡为微米级气泡，在床层内能有效增大停留时间，促进气液传质。初分布器采用气液混出结构，操作弹性大，液相吸入气相所占比例可达到20％～80％。

技术领域

本发明涉及一种沸腾床加氢反应器，具体为一种生物质热解液沸腾床反应器的初分布器。

背景技术

生物质裂解是将木屑、秸秆(等生物质)在无氧环境下加热升温引起分子分裂为焦炭、可凝性液体和非凝性气体，生物质热解主要归于纤维素、半纤维素和木质素三种主要成分的分解。为了得到更充分油品，生物质闪速热解停留时间一般控制在1秒以内，该技术液收产率高达70％。生物质焦油包含一至五元环芳烃，以及含氧烃及杂元环如酸烃，酯类。糠醛等混合物，生物质焦油热值低，含氧量高，高腐蚀性，且不与汽柴油相溶，无法直接利用。近年来，多位学者开始研究生物质焦油转化汽柴油技术，其中沸腾床加氢脱氧被认为是最具有发展潜力的方式之一。中国发明专利CN 101831328 B公开了一种绿色燃油的制备方法，可以将生物质热解液通过一系列的加氢脫氧、加氢裂化的操作，获得汽油和柴油等的绿色燃油。由于生物质热解液易结焦以及生物质热解液加氢催化剂的易失活性，传统的固定床和移动床由于床层易于堵塞无法适用。因此，中国发明专利CN 101831328 B公开了对于生物质热解液的加氢脫氧过程可以使用沸腾床反应器。

对于生物质热解液的沸腾床加氢脫氧工艺过程，中国发明专利CN

103920430A公开了一种对生物质焦油(即生物质热解液)加氢脫氧的沸腾床加氢反应器，针对生物质热解液易结焦的特性将生物质焦油入口设置于所述反应器壳体的侧壁，同时在生物质焦油入口设置冷却水水套用于生物质焦油入口的降温；而对沸腾床加氢反应器出口的催化剂分离问题，采用了控制催化剂床层膨胀高度和反应器外设置气液分离器的手段实现三相分离。由于生物质热解液的溶氢能力差、同反应器中的循环油互溶性能差，导致进入反应器的生物质热解液不能快速分散而发生催化加氢反应，易造成反应器入口局部生物质热解液浓度过高引起的反应器入口结焦问题。其中初分布器位于反应器最底部，是将进入反应器的气液柱塞流分配为细小气泡流，使气液混合均匀，并且液相以放射状进入高压室，增强高压室返混效果，不易形成滞流区，从而避免结焦。因此，针对生物质热解液的沸腾床加氢工艺过程中，急需一种合适的沸腾床加氢反应器技术。

专利CN200945431Y介绍了一种新型流体分布器，该专利采用包括流体总管和开有小孔的短管组合，这种分布器主要适用于固定床气相间的混合。该专利虽然结构简单，但对于沸腾床气液两相的混合无法做到均匀分布，混合后无法保证气泡大小均匀。

专利CN 1765479A公开了一种具有积垢功能的气液分布器，包括底盘、泡帽、积垢部件和分散桨组成，该发明主要通过液流和气流推动分散桨旋转，液相实现碎流，部分液相被旋转桨叶甩离中心区，从而实现均匀分散；但是该发明也因为桨叶的存在不适用沸腾床，利用桨叶虽然可以实现气泡的破碎，但是气泡无法做到均匀，并且桨叶是个动元件，无法做到长周期运行。

专利CN1600413A公开了一种用于三相浆态床反应器的气体分布器，该分布器由一个与反应器内径相同的假板、多根气体上升管、一个气体分布管组合多个开口垂直向下的喷嘴组成，分布器有列管式、多环管组合式等形式，喷嘴有锐孔形式和类似文丘里结构等，虽然此专利能保证实现均匀分布，但是无法实现气液两相在环管内分层，也无法剪碎气体为气泡。

以上专利在自己领域都有自身优缺点，但沸腾床反应器因加工原料性质，操作参数不同，也需要针对特殊的工况做结构完善。