CN108079911B - 一种上流差速控制裂化加氢的反应系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种上流差速控制裂化加氢的反应系统及其应用，涉及生物能源转化技术领域。本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统采用具有如下结构的上流差速控制裂化加氢的反应器：包括封闭的壳体；锥形底进料口，设在所述壳体的底部；锥形出料口，设在所述壳体的顶部；温度控制传感装置和密度测量传感装置，成对设置于所述壳体的侧壁；以及侧壁注氢孔，所述侧壁注氢孔设在沿冷氢流向上的两对所述成对设置的温度控制传感装置和密度测量传感装置之间的壳体的侧壁上。本发明反应系统不需要专门使用吸焦催化剂即能保证提高催化剂的使用效率的同时并生成较少的焦炭量。

Description

一种上流差速控制裂化加氢的反应系统及其应用
技术领域
本发明涉及生物能源转化技术领域，具体涉及一种上流差速控制裂化加氢的反应系统。
背景技术
煤炭、原油、天然气、油页岩等化石非再生能源随着社会经济的快速发展而日趋枯竭，以及它们燃烧后产生的CO2、SO2、NOx等污染物所造成的日益严重的环境污染，这使得人类不得不认真考虑获取能源的途径和改善环境的方法。生物质是指一切直接或间接可利用的绿色植物光合作用形成的有机物质，包括植物、动物、微生物及其排泄与代谢物，它具有可再生性、低污染性、广泛分布性。生物质是一种可再生能源，其在满足能源需求、减少环境污染、改善能源结构方面都具备巨大的潜力和优势。近些年来，对生物质能源的转化和利用一直朝着高效、清洁的方向前进，生物质液化技术是其中的重要组成部分。目前生物质液化技术主要有间接液化和直接液化两类，其中直接液化是指在溶剂或催化剂的作用下，采用水解、超临界液化或通入氢气、惰性气体等，在适当的温度、压力下将生物质直接从固体液化成液体。生物质直接液化技术主要有热解液化、催化液化、加压加氢液化等，尤其以加氢加压液化的产品收率高，品质好，但是，高压液化的反应条件苛刻，另外还包括固体物料干燥、粉碎、制浆、升温、加压、反应、分离等十分复杂的工序，也没有比较先进的设备以改善目前的状况。
为此，中国专利文献CN105727845A公开了一种用于重油加氢裂化的双固相悬浮床反应器及其应用，该现有技术包括壳体、锥形底、导流筒和喷嘴，壳体顶部设有物料出口，锥形底设在壳体底部，导流筒同轴设置在壳体内且两端开口，喷嘴设置在锥形底底部的喷嘴具有松动气出口孔、驱动气出口和液体出口，且松动气出口孔贴近锥形底底部，驱动气出口和液体出口高出所述的松动气出口孔。然而该现有技术的反应器只有在同时使用吸焦催化剂以起到吸焦、吸金属的作用，并在操作中随液相物料一起排出；以及高活性的百微米级粗颗粒催化剂，在反应中始终保持高活性，并长期滞留在反应器中参与反应，才能使得生成的焦炭量较少并可相对地提高催化剂的使用效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的只有需要使用吸焦催化剂和高活性的百微米级粗颗粒催化剂才能使得生成的焦炭量较少并相对提高催化剂的使用效率的缺陷，从而提供一种上流差速控制裂化加氢的反应器及其应用。
为此，本发明提供如下技术方案：
一种上流差速控制裂化加氢的反应系统，采用具有如下结构的上流差速控制裂化加氢的反应器：
包括封闭的壳体；
锥形底进料口，设在所述壳体的底部；
锥形出料口，设在所述壳体的顶部；
温度控制传感装置和密度测量传感装置，成对设置于所述壳体的侧壁；
以及侧壁注氢孔，所述侧壁注氢孔设在沿冷氢流向上的两对所述成对设置的温度控制传感装置和密度测量传感装置之间的壳体的侧壁上。
所述反应器的高径比为15:1-3:1；所述反应器的操作压力为13-25MPa。
所述侧壁注氢孔与所述温度控制传感装置和所述密度测量传感装置组成组并成组出现，所述侧壁注氢孔为3-5个；所述反应器最上方单独设置一组所述温度控制传感装置和所述密度测量传感装置。
固体催化剂在反应器内的存量控制在液体总量的5-30％；所述反应器总气速设为0.02-0.2m/s。
所述反应器的操作温度设为250-500℃，反应器内停留时间为15-90分钟。
所述反应器为1-5个。
所述反应器为2个，分别为第一反应器和第二反应器。
包括制浆釜，经进料泵、第一换热器与所述第一反应器的锥形底进料口相顺连通；
催化剂配置罐，经催化剂母液泵以及反应加热炉与所述第二反应器的锥形底进料口相顺连通；
所述第一反应器的顶部锥形出料口经所述反应加热炉与所述第二反应器的锥形底进料口相顺连；
所述第二反应器的顶部锥形出料口与分离单元相连通；
注氢管，经过换热器与所述第一反应器的锥形底进料口相连通，并经氢气加热炉与所述第二反应器的锥形底进料口相连通。
还包括原料预处理单元用于将生物质干燥、粉碎、除灰；
所述第一反应器侧壁注氢孔为3-5个，高径比为15:1-3:1；反应器操作压力为13-25MPa；
所述第二反应器侧壁注氢孔为3-5个，总气速为0.02-0.2m/s。
所述的反应系统具体步骤如下：
(1)将第一类无定型氧化铁催化剂颗粒按照生物质浆液质量的0.1％-10％掺混后，注入制浆釜配成生物质浆液，然后注入高压氢气，并用进料泵输送至第一换热器，再次注入高压氢气以使氢气与浆液的体积比达到600-1000：1，然后从第一反应器锥形底进料口进料，在所述第一反应器内进行水解、裂化及加氢反应；
(2)将第二类无定型载体加氢裂化催化剂加注到第一反应器物料出口与所述第一反应器反应生成油混合，第二类催化剂采用动植物油配置，通过催化剂配制罐制成10％-20％的高浓度催化剂浆液，然后经过催化剂母液泵注入到反应加热炉入口，与第一反应器出口物料混合后共同升温，然后注入高压高温氢气，以使总氢气与浆液的体积比达到1000-1500：1，再注入第二反应器；
(3)经第二反应器裂化及加氢反应后的物料从所述第二反应器的顶部锥形出料口分离系统，进行气、液、残渣三相分离，得到的生物质气体、生物质油和残渣，分离系统中分离出的的氢气再次循环使用。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统加工生物质预处理简单易行，不需要过度的干燥脱水，可以利用水进行高压、高温水解；并在氢气和催化剂的作用下，生物质断链并与氢结合，不会产生焦炭缩聚。
2.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统，在制浆过程使用时，母液可以采用多种液体油品，不仅包括加工后的纯生物成品油，也可以用来自煤炭、石油的液体，来源十分广泛。
3.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统能够在水解的同时，及时的提供氢转移，从而确保不产生焦炭缩聚。
4.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统可用于对生物质进行裂解和加氢精制，用氢气充当调速的介质，实现气体速度对各种液体、固体、催化剂的速度供给，并依靠混合物的相态、密度差异实现反应器内上升、停留的差异，同时可以根据反应器内各层间的密度差，通过反应器外壁的氢气注入口补充调整气量。
5.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统所采用的反应器高径比大，使得不好水解和裂化的重物料以及固体催化剂可以尽量长的在反应器内停留进行反应。
6.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应器内压力高，氢气分压高，一般确保氢气分压在12-23MPa，可以更好的抑制焦炭的生成，并提供更好的氢解和加氢功能。
7.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统使用时控制不同的反应深度和起到水解、裂化、加氢、稳定的作用，其各反应条件可以根据需要调整。
8.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统可以根据侧壁注氢孔、温度控制传感装置以及密度测量传感装置的数量拆分成两个、三个、四个或更多个反应器以方便实际的需要。
9.本发明提供的差速控制裂化加氢的反应系统在使用时，所投加的催化剂为内有微孔的催化剂，催化剂会随着焦炭在其表面结焦，体积长大，由于催化剂内部是空的，大比表面积的催化剂，会变轻向上跑，把废的催化剂从顶部带出来。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选的上流差速控制裂化加氢的反应器结构示意图；
图2为本发明优选的上流差速控制裂化加氢的反应系统示意图；
附图标示如下：1-锥形底进料口，2-温度控制传感装置，3-密度测量传感装置，4-侧壁注氢孔，5-壳体，6-锥形出料口，7-原料预处理单元，8-制浆釜，9-进料泵，10-第一换热器，11-第一反应器，12-反应加热炉，13-第二反应器，14-第二换热器，15-氢气加热炉，16-分离单元，17-第一反应器侧壁注氢孔，18-第二反应器侧壁注氢孔，19-催化剂配置罐，20-催化剂母液泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明系统工作原理：根据所述侧壁注氢孔的上方或下方所设的温度控制传感装置和密度测量传感装置来判断二者与注氢孔之间的固体含量，从而调整氢气进入反应器的流量和反应器侧壁注入冷氢的量；
生物质在所述反应器内底部由下向上水解、裂化、加氢，比重大的生物质和固体颗粒随气体和轻质油品上升，在上部的冷氢气的作用下返回底部，再次参与反应，反应结束后未转化生物质和固体催化剂的内部循环和平衡排出。
实施例1
本实施例提供一种上流差速控制裂化加氢的反应器，如图1所示，所述差速控制裂化加氢的反应系统，采用具有如下结构的差速控制裂化加氢的反应器：
包括封闭的壳体5；
锥形底进料口1，设在所述壳体5的底部；
锥形出料口6，设在所述壳体5的顶部；
温度控制传感装置2和密度测量传感装置3，成对设置于所述壳体5的侧壁；
以及侧壁注氢孔4，所述侧壁注氢孔4设在沿冷氢流向上的两对成对设置的所述温度控制传感装置2和密度测量传感装置3之间的壳体的侧壁上。所述反应器的高径比为15:1-3:1；所述反应器的操作压力为13-25MPa。
所述侧壁注氢孔4为3-5个。
固体催化剂在反应器内的存量控制在液体总量的5-30％；所述反应器总气速设为0.02-0.2m/s。
所述反应器的操作温度设为250-500℃，反应器内停留时间为15-90分钟。
所述反应器为1-5个。
实施例2
本实施例提供一种上流差速控制裂化加氢的反应器，如图2所示，所述差速控制裂化加氢的反应系统，采用具有如下结构的差速控制裂化加氢的反应器：
包括封闭的壳体5；
锥形底进料口1，设在所述壳体5的底部；
锥形出料口6，设在所述壳体5的顶部；
温度控制传感装置2和密度测量传感装置3，成对设置于所述壳体5的侧壁；
以及侧壁注氢孔4，所述侧壁注氢孔4设在两对成对设置的所述温度控制传感装置2和密度测量传感装置3之间。
所述反应器的高径比为15:1-3:1；所述反应器的操作压力为13-25MPa。
所述侧壁注氢孔4为3-5个。
固体催化剂在反应器内的存量控制在液体总量的5-30％；所述反应器总气速设为0.02-0.2m/s。
所述反应器的操作温度设为250-500℃，反应器内停留时间为15-90分钟。
所述反应器为2个，分别为第一反应器和第二反应器。
所述的反应系统包括
制浆釜8，经进料泵9、第一换热器10与所述第一反应器11的锥形底进料口1相顺连通；
催化剂配置罐19，经催化剂母液泵20以及反应加热炉12与所述第二反应器13的锥形底进料口相顺连通；
所述第一反应器11的锥形出料口6经所述反应加热炉12与所述第二反应器13的锥形底进料口相顺连；
所述第二反应器13顶部的锥形出料口与分离单元16相连通；
注氢的管道，经过第一换热器10与所述第一反应器11的锥形底进料口1相连通，并经氢气加热炉15与所述第二反应器13的锥形底进料口相连通。
还包括原料预处理单元7用于将生物质干燥、粉碎、除灰；
所述第一反应器侧壁注氢孔17为3-5个，高径比为15:1-3:1；反应器操作压力为13-25MPa；
所述第二反应器侧壁注氢孔18为3-5个，总气速为0.02-0.2m/s。
实施例3.
本实施例所使用的第一反应器的高径比为15:1。
本实施例为使用实施例1所述反应系统的具体实施步骤：
(1)将玉米秸秆送入干燥机中干燥至含水量为6wt％，而后在粉碎机中粉碎至粒度为1～50μm，再经除灰后得到秸秆颗粒；
(2)将负载有Mo氧化物和Ni氧化物的无定型氧化铝(其粒径为5μm-50μm)与步骤(1)的秸秆颗粒及硫磺按质量比为5：100：0.3的比例混匀得到混合物，将该混合物加入至中低温煤焦油中形成含生物质10wt％的浆液；
(3)向所述浆液中第一次注入60℃、13MPa的氢气至高压氢气与浆液的体积比为50：1，而后在第一换热器中将该浆液升温至200℃，再向其中第二次注入200℃、13MPa的氢气，并控制这两次注入的氢气与浆液的体积比达到800：1以形成反应原料，再将该反应原料升温至450℃后送入第一反应器中，在反应压力为13MPa、反应温度为500℃的条件下发生水解、裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过第一反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的3个注入口注入105℃的冷氢，控制反应器内的总气速为0.02m/s及催化剂在第一反应器内的存量为第一反应器内液、固相质量的30wt％，待反应60min后，将从第一反应器排出的物料送入分离系统进行气、液、残渣三相分离，分别得到生物质气体、生物油及残渣；系统中的氢气循环使用，与新鲜的补充氢气一同进入步骤(3)的各个注氢点。
实施例4
本实施例所使用的第一反应器的高径比为10:1。
本实施例为使用实施例1所述反应系统的具体实施步骤：
(1)将芦苇送入干燥机中干燥至含水量为13wt％，而后在粉碎机中粉碎至粒度为20～1000μm，再经除灰后得到芦苇颗粒；
(2)将负载有W氧化物和Ni氧化物的无定型氧化铝(其粒径为10μm-100μm)以及氧化铁与步骤(1)的芦苇颗粒及硫磺按质量比为2：3：100：0.4的比例混匀得到混合物，将该混合物加入至植物油中形成含生物质30wt％的浆液；
(3)向所述浆液中第一次注入70℃、20MPa的氢气至高压氢气与浆液的体积比为100：1，而后在第一换热器中将该浆液升温至250℃，再向其中第二次注入250℃、20MPa的氢气，并控制这两次注入的氢气与浆液的体积比达到900：1以形成反应原料，再将该反应原料升温至430℃后送入第一反应器中，在反应压力为20MPa、反应温度为450℃的条件下发生水解、裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过第一反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的4个注入口注入120℃的冷氢，控制第一反应器内的总气速为0.06m/s及催化剂在反应器内的存量为第一反应器内液、固相质量的25wt％，待反应60min后，将从第一反应器排出的物料送入分离系统进行气、液、残渣三相分离，分别得到生物质气体、生物油及残渣；系统中的氢气循环使用，与新鲜的补充氢气一同进入步骤(3)的各个注氢点。
实施例5
本实施例所使用的第一反应器的高径比为14:1。
本实施例为使用实施例1所述反应系统的具体实施步骤：
(1)将麦子秸秆送入干燥机中干燥至含水量为7wt％，而后在粉碎机中粉碎至粒度为100～2000μm，再经除灰后得到秸秆颗粒；
(2)将负载有Pd氧化物和Ni氧化物的无定型氧化铝(其粒径为50μm-100μm)以及氧化铁与步骤(1)的秸秆颗粒及硫磺按质量比为2：2：100：0.3的比例混匀得到混合物，将该混合物加入至低温动物油中形成含生物质25wt％的浆液；
(3)向所述浆液中第一次注入100℃、20MPa的氢气至高压氢气与浆液的体积比为150：1，而后在第一换热器中将该浆液升温至300℃，再向其中第二次注入300℃、20MPa的氢气，并控制这两次注入的氢气与浆液的体积比达到600：1以形成反应原料，再将该反应原料升温至440℃后送入第一反应器中，在反应压力为20MPa、反应温度为450℃的条件下发生水解、裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过第一反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的4个注入口注入90℃的冷氢，控制第一反应器内的总气速为0.08m/s及催化剂在第一反应器内的存量为反应器内液、固相质量的20wt％，待反应40min后，将从第一反应器排出的物料送入分离系统进行气、液、残渣三相分离，分别得到生物质气体、生物油及残渣；系统中的氢气循环使用，与新鲜的补充氢气一同进入步骤(3)的各个注氢点。
实施例6
本实施例所使用的第一反应器的高径比为12:1；第二反应器的高径比为6:1。
本实施例为使用实施例1所述反应系统的具体实施步骤：
(1)将木屑送入干燥机中干燥至含水量为10wt％，而后在粉碎机中粉碎至粒度为200～1000μm，再经除灰后得到木屑颗粒；
(2)将氧化铁催化剂与步骤(1)的木屑颗粒及硫磺按质量比为5：100：0.2的比例混匀得到混合物，将该混合物加入至低温动物油中形成含生物质40wt％的浆液；
(3)向所述浆液中第一次注入130℃、27MPa的氢气至高压氢气与浆液的体积比为200：1，而后在第一换热器中将该浆液升温至350℃，再向其中第二次注入300℃、27MPa的氢气，并控制这两次注入的氢气与浆液的体积比达到1000：1以形成反应原料，再将该反应原料升温至380℃后送入第一反应器中，在反应压力为27MPa、反应温度为400℃的条件下发生水解、裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过第一反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的5个注入口注入115℃的冷氢，控制第一反应器内的总气速为0.1m/s及催化剂在第一反应器内的存量为反应器内液相质量的30wt％，待反应50min后，将从第一反应器排出的物料排出；
(4)将负载有Mo氧化物和Co氧化物的无定型氧化铝(其粒径为150μm-200μm)与步骤(1)的木屑颗粒及硫磺按质量比为3：100：0.2的比例混匀得到混合物加注到第一反应器物料出口与从第一反应器排出的反应生成油或动植物油共同通过催化剂配制罐制成形成15％的高浓度催化剂浆液，然后经过催化剂母液泵注入到反应加热炉中升温，然后再向催化剂浆液中注入300℃、20MPa的氢气，以使总氢气与浆液的体积比达到1200：1，然后注入第二反应器，在反应压力为27MPa、反应温度为430℃的条件下发生裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过第二反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的3个注入口注入115℃的冷氢，控制第二反应器内的总气速为0.1m/s及催化剂在第二反应器内的存量为反应器内液相质量的30wt％，待反应50min后，从第一反应器排出的物料排出；
(5)经第二反应器反应后的物料从第二反应器的顶部锥形出料口送入分离系统进行气、液、残渣三相分离，分别得到生物质气体、生物油及残渣；系统中的氢气循环使用，与新鲜的补充氢气一同进入步骤(3)的各个注氢点。
实施例7
本实施例所使用的第一反应器的高径比为3:1。
本实施例为使用实施例1所述反应系统的具体实施步骤：
(1)将树叶送入干燥机中干燥至含水量为15wt％，而后在粉碎机中粉碎至粒度为4000-5000μm，再经除灰后得到树叶颗粒；
(2)将负载有W氧化物和Co氧化物的无定型氧化铝(其粒径为250μm-350μm)以及氧化铁与步骤(1)的木屑颗粒及硫磺按质量比为1：2：100：0.25的比例混匀得到混合物，将该混合物加入至低温植物油中形成含生物质20wt％的浆液；
(3)向所述浆液中第一次注入135℃、25MPa的氢气至高压氢气与浆液的体积比为200：1，而后在第一换热器中将该浆液升温至350℃，再向其中第二次注入350℃、25MPa的氢气，并控制这两次注入的氢气与浆液的体积比达到650：1以形成反应原料，再将该反应原料升温至400℃后送入第一反应器中，在反应压力为25MPa、反应温度为450℃的条件下发生水解、裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的5个注入口注入100℃的冷氢，控制第一反应器内的总气速为0.1m/s及催化剂在反应器内的存量为反应器内液相质量的25wt％，待反应15min后，将从第一反应器排出的物料送入分离系统进行气、液、残渣三相分离，分别得到生物质气体、生物油及残渣；系统中的氢气循环使用，与新鲜的补充氢气一同进入步骤(3)的各个注氢点。
实施例8
本实施例所使用的第一反应器的高径比为8:1。
本实施例为使用实施例1所述反应系统的具体实施步骤：
(1)将负载有Mo氧化物和Ni氧化物的无定型氧化铝(其粒径为350μm-500μm)以及氧化铁与地沟油及硫磺按质量比为1：1：100：0.1的比例混匀得到混合物，制备生物质(地沟油)50wt％的浆液；
(3)向所述浆液中第一次注入90℃、20MPa的氢气至高压氢气与浆液的体积比为150：1，而后在换热器中将该浆液升温至300℃，再向其中第二次注入300℃、20MPa的氢气，并控制这两次注入的氢气与浆液的体积比达到800：1以形成反应原料，再将该反应原料升温至430℃后送入浆态床反应器中，在反应压力为20MPa、反应温度为500℃的条件下发生水解、裂化及加氢反应，并在此反应过程中通过反应器侧壁上的沿高度方向依次设置的5个注入口注入120℃的冷氢，控制反应器内的总气速为0.07m/s及催化剂在反应器内的存量为反应器内液相质量的30wt％，待反应40min后，将从浆态床反应器排出的物料送入分离系统进行气、液、残渣三相分离，分别得到生物质气体、生物油及残渣；系统中的氢气循环使用，与新鲜的补充氢气一同进入步骤(3)的各个注氢点。
对比例1
本对比例是按照中国专利文献CN105727845A一种用于重油加氢裂化的双固相悬浮床反应器及其应用中的实施例所公开的内容进行生物质液化(使用原材料与本发明实施例3相同)。
实验例
对本发明上述实施例3～8和对比例1～3所提供工艺的效果进行评价，结果分别如表1所示。
表1工艺效果 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例
生物质转化率 96 95 92 90 91 99 85
生物油收率 63 71 69 61 64 85.6 51
生焦量 0.07 0.06 0.03 0.04 0.04 0.01 2
生物油C含量 87 85 83 88 84 87 83
生物油H含量 9.1 8.9 9.2 9.6 9.5 10.1 8
生物油O含量 2.9 4.1 2.4 2.8 3.8 2.1 6
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种上流差速控制裂化加氢的反应系统，采用具有如下结构的上流差速控制裂化加氢的反应器：
包括封闭的壳体；
锥形底进料口，设在所述壳体的底部；
锥形出料口，设在所述壳体的顶部；
温度控制传感装置和密度测量传感装置，成对设置于所述壳体的侧壁；
以及侧壁注氢孔，所述侧壁注氢孔设在沿冷氢流向上的两对所述成对设置的温度控制传感装置和密度测量传感装置之间的壳体的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的反应系统，其特征在于，所述反应器的高径比15:1-3:1；所述反应器的操作压力为13-25MPa。
3.根据权利要求2所述的反应系统，其特征在于，所述侧壁注氢孔为3-5个。
4.根据权利要求3所述的反应系统，其特征在于，固体催化剂在反应器内的存量控制在液体总质量的5-30％；所述反应器总气速设为0.02-0.2m/s。
5.根据权利要求4所述的反应系统，其特征在于，所述反应器的操作温度设为250-500℃，反应器内停留时间为15-90分钟。
6.根据权利要求5所述的反应系统，其特征在于，所述反应器为1-5个。
7.根据权利要求6所述的反应系统，其特征在于，所述反应器为2个，分别为第一反应器和第二反应器。
8.根据权利要求7所述的反应系统，其特征在于，包括
制浆釜，经进料泵、第一换热器与所述第一反应器的锥形底进料口相顺连通；
催化剂配置罐，经催化剂母液泵以及反应加热炉与所述第二反应器的锥形底进料口相顺连通；
所述第一反应器的顶部锥形出料口经所述反应加热炉与所述第二反应器的锥形底进料口相顺连；
所述第二反应器的顶部锥形出料口与分离单元相连通；
注氢管，经过第一换热器与所述第一反应器的锥形底进料口相连通，并经氢气加热炉与所述第二反应器的锥形底进料口相连通。
9.根据权利要求8所述的反应系统，其特征在于，还包括原料预处理单元用于将生物质干燥、粉碎、除灰；
所述第一反应器侧壁注氢孔为3-5个，高径比为15:1-3:1；反应器操作压力为13-25MPa；
所述第二反应器侧壁注氢孔为5个，总气速为0.02-0.2m/s。
10.权利要求8-9任一项所述的反应系统的应用，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将第一类无定型氧化铁催化剂颗粒按照生物质浆液质量的0.1％-10％掺混后，注入制浆釜配成生物质浆液，然后注入高压氢气，并用进料泵输送至第一换热器，再次注入高压氢气以使氢气与浆液的体积比达到600-1000：1，然后从第一反应器锥形底进料口进料，在所述第一反应器内进行水解、裂化及加氢反应；
(2)将第二类无定型载体加氢裂化催化剂加注到第一反应器物料出口与所述第一反应器反应生成油混合，第二类催化剂采用动植物油作为溶剂配置，通过催化剂配制罐制成10％-20％质量比的催化剂浓浆液，然后经过催化剂母液泵注入到反应加热炉入口，与第一反应器的物料共同升温，并再注入高压高温氢气，以使总氢气与浆液的体积比达到1000-1500：1，再注入第二反应器；
(3)经第二反应器裂化及加氢反应后的物料从所述第二反应器的顶部锥形出料口送入分离单元，进行气、液、残渣三相分离，得到的生物质气体、生物质油和残渣，分离单元中分离出的氢气再次循环使用。
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