[发明专利]一种生物质直接液化反应器、反应器系统及生物质直接液化方法

权利要求书

1.一种生物质直接液化反应器，其特征在于：所述液化反应器包括反应器壳体以及设置于反应器壳体内的反应区和分离区，反应区位于反应器壳体内的下部，分离区位于反应器壳体内的上部，反应器壳体的底部设置有原料入口和第一产品出口，反应器壳体的顶部设置有第二产品出口；

反应区被第一内置套筒分隔为一次反应区和二次反应区，位于第一内置套筒内的为合成气气氛下的一次反应区，发生生物质的液化反应；二次反应区位于第一内置套筒和反应器壳体之间，对一次反应区生成的高含氧液化生成油进行加氢脱氧反应，低含氧的液化生成油从第一产品出口导出；

分离区被第二内置套筒分隔为一次反应油气分离区和二次反应油气分离区，位于第二内置套筒内的为一次反应油气分离区，一次反应油气分离区上部设置有回炼油入口和喷淋装置，一次反应油气和低温回炼油逆流接触，将反应油气中的高沸点的含氧化合物冷凝下来；二次反应油气分离区位于第二内置套筒和反应器壳体之间，对二次反应油气进行气液分离；

一次反应区和二次反应区均在侧面设置有一至六层冷氢注入口，二次反应区下部设置有循环氢注入口；一次反应区顶部内伸至一次反应油气分离区下部；

一次反应区的气相进入一次反应油气分离区，液相进入二次反应区；一次反应油气分离区的回炼油和一次反应油气的冷凝油进入二次反应区；二次反应区的气相进入二次反应油气分离区；一次反应油气分离区的气相和二次反应油气分离区的气相在反应器壳体内的上部混合后，从第二产品出口导出。

2.一种生物质直接液化反应器系统，其特征在于：所述反应器系统包括权利要求1所述的液化反应器；所述反应器系统还包括原料输送单元，所述原料输送单元包括升压泵、新氢压缩机和加热炉，升压泵的入口分别连接生物质浆液输送管、催化剂输送管，新氢压缩机的入口连接合成气输送管，加热炉的入口分别与升压泵的出口、新氢压缩机的出口连通，加热炉的出口与液化反应器的原料入口连通。

3.根据权利要求2所述的一种生物质直接液化反应器系统，其特征在于：所述反应器系统还包括产品分离单元，所述产品分离单元包括温高压分离器、CO变换反应器、冷高压分离器和循环氢脱碳塔，所述温高压分离器的入口与液化反应器的第二产品出口连通，温高压分离器的气相出口与CO变换反应器的入口连通，CO变换反应器的出口与冷高压分离器的入口连通，冷高压分离器的气相出口与循环氢脱碳塔的入口连通，循环氢脱碳塔的出口连接有循环氢压缩机，循环氢压缩机的出口分别与所述液化反应器的冷氢注入口、循环氢注入口连通，所述温高压分离器的上部设置水洗饱和塔。

4.根据权利要求3所述的一种生物质直接液化反应器系统，其特征在于：所述产品分离单元还包括第一热低压分离器和分馏塔，第一热低压分离器的入口分别与温高压分离器的液相出口、冷高压分离器的液相出口连通，第一热低压分离器的液相出口与分馏塔的入口连通，第一热低压分离器产生的脱盐水泵入温高压分离器的上部入口。

5.根据权利要求3所述的一种生物质直接液化反应器系统，其特征在于：所述产品分离单元还包括第二热低压分离器和减压塔，第二热低压分离器的入口与所述液化反应器的第一产品出口连通，第二热低压分离器的液相出口与减压塔的入口连通，减压塔分离出的回炼油泵入液化反应器的回炼油入口，减压塔分离出的液化残渣泵出回收。

6.一种基于权利要求2-5任一项所述反应器系统的生物质直接液化方法，其特征在于：生物质浆液和催化剂经过泵升压，和升压后的合成气混合加热后进入液化反应器下部入口，在一次反应区内完成液化反应后，气相进入一次反应油气分离区，液相进入二次反应区进行进一步加氢脱氧反应；

一次反应油气在一次反应油气分离区内和低温回炼油逆流接触后，将其中的高沸点的含氧化合物冷凝，未冷凝的油气和二次反应油气分离区的油气混合后，从液化反应器的第二产品出口导出。

7.根据权利要求6所述的一种生物质直接液化方法，其特征在于：从液化反应器的第二产品出口导出的反应油气在温高压分离器上部内实现蒸汽饱和，再经过CO变换反应器，将循环气中的CO变换成H₂，然后经过循环氢脱碳塔脱除CO₂，富氢循环气送至液化反应器的二次反应区。