[发明专利]一种生物质制备轻质芳烃的装置及其方法

说明书

本发明提出了一种生物质制备轻质芳烃的装置及方法，包括原料存储干燥系统、循环流化床热载体升温炉、反应系统、气固分离系统、动力系统、换热器和冷凝塔，反应系统包括串联连接的下行床反应器和列管式固定床反应器，气固分离系统包括设置于循环流化床热载体升温炉的出料口处的A组气固分离系统、设置于下行床反应器的出料口处的B组气固分离系统和设置于下行床反应器的进料口处的C组气固分离系统，A组气固分离系统包括三级旋风分离装置，B组气固分离系统包括二级旋风分离装置，C组气固分离系统包括一级旋风分离装置，借此，本发明具有高效节能、轻质芳烃收率高且易于工业化连续生产的优点。

技术领域

本发明属于生物质热裂解技术领域，特别涉及一种生物质制备轻质芳烃的装置及其方法。

背景技术

目前，轻质芳烃(苯、甲苯和二甲苯)是重要的有机化工原料，主要用于生产橡胶、纤维、塑料、树脂、涂料和农药等，同时也是高辛烷值清洁汽油的重要调和组分。目前轻质芳烃主要来自石油催化重整和裂解汽油，我国石油资源短缺，预计到2035年对外依赖度将高达84.6％，严重威胁我国的能源安全，实现轻质芳烃生产原料多元化是未来重要的发展趋势。生物质是自然界唯一可转化为液体燃料的清洁可再生能源。我国生物质资源储量巨大，每年可作为能源利用的农作物秸秆、农产品加工剩余物、林业废弃物等生物质资源总量约4.6亿吨标准煤，但利用率仅约8％。因此，研究开发生物质高效转化为轻质芳烃的理论和技术，对于推进国民经济发展、维护社会生态环境安全具有重要意义。但是，目前正在开发的生物质催化热解制备轻质芳烃工艺，使用的装置主要包括固定床式和流化床式。固定床式的缺点主要包括温度分布不均匀、传热差、原料处理能力弱和催化剂无法更换等问题，流化床式因流化介质与催化剂难以分离，以及逆重力场输送运行成本较高等问题，在生物质催化热解制备轻质芳烃工艺系统中也没有得到推广。

发明内容

本发明提出一种生物质制备轻质芳烃的装置及其方法，能够即高效节能，又能提高产品收率，实现连续操作的生物质催化热解技术。

本发明的技术方案是这样实现的：一种生物质制备轻质芳烃的装置，包括原料存储干燥系统、循环流化床热载体升温炉、反应系统、气固分离系统、动力系统、换热器和冷凝塔；

原料存储干燥系统包括原料存储罐和提升管干燥器；

反应系统包括1个下行床反应器和多个列管式固定床反应器，下行床反应器和列管式固定床反应器串联连接，多个列管式固定床反应器之间为并联连接，循环使用；

气固分离系统包括A组气固分离系统、B组气固分离系统和C组气固分离系统，A组气固分离系统设置于循环流化床热载体升温炉的出料口处，B组气固分离系统设置于下行床反应器的出料口处，C组气固分离系统设置于下行床反应器的进料口处；

A组气固分离系统包括一级旋风分离装置A、二级旋风分离装置A和三级旋风分离装置A，B组气固分离系统包括一级旋风分离装置B和二级旋风分离装置B，C组气固分离系统包括一级旋风分离装置C；

动力系统包括引风机和鼓风机，引风机设置于原料存储罐的出料口和提升管干燥器的进料口之间，鼓风机设置于换热器一侧。

作为一种优选的实施方式，一级旋风分离装置A的进料口和循环流化床热载体升温炉的出料口相连通；

一级旋风分离装置A的出料口和下行床反应器的进料口相连通；

一级旋风分离装置A的出气口和二级旋风分离装置A的进料口相连通；

二级旋风分离装置A的出料口和热载体升温炉的进料口相连通；

二级旋风分离装置A的出气口和三级旋风分离装置A的进料口相连通；

三级旋风分离装置A的出气口和列管式固定床反应器之间设置有所述换热器，该换热器和循环流化床热载体升温炉的进气口相连通；

三级旋风分离装置A的出料口接灰斗。