CN109999731A - 生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法及装置 - Google Patents

生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法及装置。所述加注方法为将经称重计量后的催化剂与输送油混合后得到混合物料；利用独立输送油管线内快速流动的输送油的抽吸携带作用将混合物料携带输送至高压加入罐内；用氢气给高压加入罐升压，高压加入罐内物料在压力和重力作用下加入沸腾床反应器内；所述加注装置，主要由输送油罐、输送油泵、催化剂罐、高压加入罐和沸腾床反应器组成；本发明选用重柴油作为输送油，可以调控催化剂输送温度，安全性好，不会气化，避免催化剂与输送油混合时及进入沸腾床反应器时发生破碎。

Description

生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法及装置
技术领域
本发明涉及一种催化剂的加注方法和系统，尤其是涉及一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法及装置。
背景技术
生物质热解液是生物质原料经过快速热裂解转化生成的液体生物油，主要成分包括焦油、溶剂油及含氧化合物等。生物质热裂解液具有高腐蚀性、氧含量高、不稳定、热值较低、易结焦的特点，并不能直接替代石油用于各种工农业生产。因此，将生物质热解液通过加氢脱氧和加氢裂化等工艺进行升级改质以得到石油替代产品的技术得到了较快的发展。
沸腾床反应器是由气、液、固三相组成的反应系统，在工业反应过程中应用广泛，尤其是对传统加氢工艺难以处理的劣质原料，效果良好。其最大一个特点是流动的催化剂颗粒能够实现在正常操作工况下加入和排出，而不影响反应的进行和装置的操作。因此，对沸腾床反应器内的催化剂进行定时加排，可以保证反应器内催化剂的活性，降低反应器压力降的增加，从而实现生物质热解液加氢脱氧和加氢裂化处理过程连续长周期运行。因此，催化剂的加注技术是生物质热解液加氢脱氧和加氢裂化工艺技术的关键性技术之一。
现有技术主要针对沸腾床渣油加氢提出了一些催化剂加排技术，但对生物质热解液加氢脱氧和加氢裂化催化剂的加排鲜有提及。
US3547809介绍一种沸腾床反应器的催化剂在线加入的工艺，该专利将待添加的催化剂加入到从原料引出的一部分形成浆液，再将浆液混合物加入到沸腾床反应器中。由于原料和催化剂在反应器外形成浆液就容易发生反应，结焦，影响催化剂的性能。
CN102309948A公开了一种沸腾床催化剂在线加注方法，该方法将催化剂加注罐设置成硫化床，利用系统循环氢和装置自产蜡油，首先对待添加的沸腾床催化剂进行洗涤、润湿和硫化，然后辅以催化剂加注罐与反应器的压差、蜡油输送和重力作用将所需催化剂加注到反应器内。该方法流程复杂，用于渣油或重油原料有降低管线结焦的可能性；由于在加注之前需将催化剂升温至反应器温度，增大了能耗。
发明内容
为了解决现有催化剂加注技术存在的反应介质易结焦、能耗大、影响催化剂性能的技术问题，本发明提供了一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法及装置。
本发明提供的生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法包括如下步骤：
A)将经称重计量后的催化剂与输送油混合后得到混合物料；
B)利用独立输送油管线内快速流动的输送油的抽吸携带作用将步骤A)得到的混合物料携带输送至高压加入罐内；
C)用氢气给高压加入罐升压，高压加入罐内物料在压力和重力作用下加入沸腾床反应器内；
所述催化剂为新鲜催化剂和再生催化剂中的一种或两种的混合物；
所述输送油为来自分馏塔塔底的150～220℃的重柴油；
所述再生催化剂为沸腾床反应器的外排催化剂经再生后得到的催化剂；
所述高压加入罐内压力高于沸腾床反应器内压力0.3～0.5MPa；
所述沸腾床反应器内的反应温度为300～350℃。
本发明的方法中，所用催化剂是粒径为0.6～1.0mm的亲油性球形催化剂，催化剂对输送油的吸附力较强，每克催化剂吸附0.8～1.3g输送油,便于催化剂的输送。
添加再生催化剂可以提高催化剂的利用率，降低成本。新鲜催化剂与再生催化剂的体积比为3:1～0.5:1，输送油与催化剂的体积比为2:1～5:1。
根据工艺条件、反应程度、催化剂寿命确定加入沸腾床反应器中总催化剂量。
本发明提供了一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注装置，主要由输送油罐、输送油泵、催化剂罐、高压加入罐和沸腾床反应器组成；输送油罐通过泵前输送油主管与输送油泵连通，输送油泵与泵后输送油主管连通，泵后输送油主管分为两个支管，支管一为催化剂垫油管，与催化剂罐连通；支管二为催化剂输送油管，与高压加入罐连通；高压加入罐通过管线与沸腾床反应器连通，催化剂罐底部通过管线与催化剂输送油管连通。
本发明还提供了另外一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注装置，主要由输送油罐、输送油泵、催化剂罐、旋流再生器、高压加入罐和沸腾床反应器组成；输送油罐通过泵前输送油主管与输送油泵连通，输送油泵与泵后输送油主管连通，泵后输送油主管分为两个支管，支管一为催化剂垫油管，与催化剂罐连通；支管二为催化剂输送油管，与高压加入罐连通；高压加入罐通过管线与沸腾床反应器连通，沸腾床反应器通过外排催化剂管与旋流再生器连通，旋流再生器通过再生催化剂输送管与催化剂罐连通；催化剂罐底部通过管线与催化剂输送油管连通。
本发明的方法具有如下有益效果：
1)采用来自分馏塔的重柴油作为输送油，可以实现生物质热解液的连续转化，提高轻油收率；
2)选用重柴油作为输送油，可以调控催化剂输送温度，安全性好，不会气化；
3)采用150～220℃的重柴油作为输送油，可以实现加注过程中对新鲜催化剂进行逐步升温，避免催化剂与输送油混合时及进入沸腾床反应器时发生破碎；
4)根据反应的需要，新鲜催化和再生催化剂的比例可以调节，有利于反应的顺利进行及节约催化剂的耗费，降低成本。
附图说明
图1为本发明加注装置的一种结构示意图；
图2为本发明加注装置的另一种结构示意图。
图中：1-输送油罐，2-泵前输送油主管，3-输送油泵，4-泵后输送油主管，5-催化剂垫油管，6-催化剂垫油阀，7-催化剂罐，8-新鲜催化剂入口管，9-催化剂输送油管，10-催化剂输送油阀，11-高压加入罐，12-沸腾床反应器，13-重柴油入口管，14-旋流再生器，15-外排催化剂输送管，16-再生催化剂输送管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步清楚完整地描述。
图1为本发明的一种加注装置，该加注装置主要由输送油罐1、泵前输送油主管2、输送油泵3、泵后输送油主管4、催化剂垫油管5、催化剂垫油阀6、催化剂罐7、新鲜催化剂入口管8、催化剂输送油管9、催化剂输送油阀10、高压加入罐11、沸腾床反应器12和重柴油入口管13组成。
所述泵后输送油主管4分为两个支管，分别为催化剂垫油管5和催化剂输送油管9，上述两个支管上分别设催化剂垫油阀6和催化剂输送油阀10。
下面结合图1对本发明加注方法的工艺流程进行说明。
首先开启催化剂垫油阀6，关闭催化剂输送油阀10；开启输送油泵3，来自分馏塔的150～220℃的重柴油经重柴油入口管13进入输送油罐1内，然后经泵前输送油主管2、输送油泵3、泵后输送油主管4和催化剂垫油管5进入催化剂罐7与罐内经称重计量后的由新鲜催化剂入口管8进入的新鲜催化剂混合形成料浆状的混合物料；
然后，关闭催化剂垫油阀6，开启催化剂输送油阀10，打通催化剂罐7与催化剂输送油管9之间的通路；开启输送油泵3，在催化剂输送油管9内重柴油的抽吸携带作用下，催化剂罐7内的混合物料随同重柴油一同进入高压加入罐11；
最后，用氢气给高压加入罐11增压，至高压加入罐11内压力高于沸腾床反应器12内压力0.3～0.5MPa，然后开启高压加入罐11罐底阀门，连通与沸腾床反应器12的输送通路，高压加入罐11内物料在压力及重力作用下加入沸腾床反应器12内。
图2为本发明的另一种加注装置，该加注装置主要由输送油罐1、泵前输送油主管2、输送油泵3、泵后输送油主管4、催化剂垫油管5、催化剂垫油阀6、催化剂罐7、新鲜催化剂入口管8、催化剂输送油管9、催化剂输送油阀10、高压加入罐11、沸腾床反应器12、重柴油入口管13、旋流再生器14、外排催化剂输送管15和再生催化剂输送管16组成。
所述泵后输送油主管4分为两个支管，分别为催化剂垫油管5和催化剂输送油管9，上述两个支管上分别设催化剂垫油阀6和催化剂输送油阀10。
下面结合图2对本发明加注方法的工艺流程进行说明。
首先开启催化剂垫油阀6，关闭催化剂输送油阀10；开启输送油泵3，来自分馏塔的150～220℃的重柴油经重柴油入口管13进入输送油罐1内，然后经泵前输送油主管2、输送油泵3、泵后输送油主管4和催化剂垫油管5进入催化剂罐7与罐内经称重计量后的由新鲜催化剂入口管8进入的新鲜催化剂以及来自旋流再生器14的再生催化剂混合后形成料浆状的混合物料；
然后，关闭催化剂垫油阀6，开启催化剂输送油阀10，打通催化剂罐7与催化剂输送油管9之间的通路；开启输送油泵3，在催化剂输送油管9内重柴油的抽吸携带作用下，催化剂罐7内的混合物料随同重柴油一同进入高压加入罐11；
最后，用氢气给高压加入罐11增压，至高压加入罐11内压力高于沸腾床反应器12内压力0.3～0.5MPa，然后开启高压加入罐11罐底阀门，连通与沸腾床反应器12的输送通路，高压加入罐11内物料在压力及重力作用下加入沸腾床反应器12内。沸腾床反应器12内的外排催化剂经外排催化剂输送管15进入旋流再生器14进行再生，再生后的再生催化剂经再生催化剂输送管16进入催化剂罐7与新鲜催化剂入口管8进入的新鲜催化剂混合。

Claims (6)

1.一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注方法，其特征在于包括如下步骤：
A)将经称重计量后的催化剂与输送油混合后得到混合物料；
B)利用独立输送油管线内快速流动的输送油的抽吸携带作用将步骤A)得到的混合物料携带输送至高压加入罐内；
C)用氢气给高压加入罐升压，高压加入罐内物料在压力和重力作用下加入沸腾床反应器内；
所述催化剂为新鲜催化剂和再生催化剂中的一种或两种的混合物；
所述输送油为来自分馏塔塔底的150～220℃的重柴油；
所述再生催化剂为沸腾床反应器的外排催化剂经再生后得到的催化剂；
所述高压加入罐内压力高于沸腾床反应器内压力0.3～0.5MPa；
所述沸腾床反应器内的反应温度为300～350℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂为新鲜催化剂和再生催化剂的混合物，新鲜催化剂与再生催化剂的体积比为3:1～0.5:1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述输送油与催化剂的体积比为2:1～5:1。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述催化剂是粒径为0.6～1.0mm的亲油性球形催化剂，每克催化剂吸附0.8～1.3g输送油。
5.一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注装置，其特征在于：包括输送油罐、输送油泵、催化剂罐、高压加入罐和沸腾床反应器；输送油罐通过泵前输送油主管与输送油泵连通，输送油泵与泵后输送油主管连通，泵后输送油主管分为两个支管，支管一为催化剂垫油管，与催化剂罐连通；支管二为催化剂输送油管，与高压加入罐连通；高压加入罐通过管线与沸腾床反应器连通，催化剂罐底部通过管线与催化剂输送油管连通。
6.一种生物质热解液沸腾床反应器的催化剂在线加注装置，其特征在于：包括输送油罐、输送油泵、催化剂罐、旋流再生器、高压加入罐和沸腾床反应器；输送油罐通过泵前输送油主管与输送油泵连通，输送油泵与泵后输送油主管连通，泵后输送油主管分为两个支管，支管一为催化剂垫油管，与催化剂罐连通；支管二为催化剂输送油管，与高压加入罐连通；高压加入罐通过管线与沸腾床反应器连通，沸腾床反应器通过外排催化剂管与旋流再生器连通，旋流再生器通过再生催化剂输送管与催化剂罐连通；催化剂罐底部通过管线与催化剂输送油管连通。
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