一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置的制作方法

本技术属于能源化工设备，具体涉及一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置。

背景技术：

1、随着各国对温室气体排放的要求的日益严格，以及化石能源的日益枯竭，全球航空工业正在面临着来自世界应对气候变化进程和查找航煤替代品的双重挑战，为解决环境和能源问题，同时为了实现航空业可持续进展、寻求和开发能源成为争论热点。由于生物燃料易得、可再生、污染少等优点，生物航煤的开发已经得到了世界很多国家的普遍重视。

2、生物航煤是以生物质资源为原料生产的航空煤油，相对于传统石油航煤，可有效减少二氧化碳排放量，航空燃料做为航空业最大的排放源，尽管航空气体排放量仅占人类排放量的2～3％，但航空煤油燃烧后产生的危害远大于其他行业。因此，生物航煤产业受到了各国政府及石油公司、航空公司的关注，目前，全球已建成10余套生物航空煤生产装置或示范装置，各大航空公司、飞机制造商、石油公司积极参与生物航煤的研发、生产或试用中。

3、生物航煤主要原料为椰子油、棕榈油、亚麻油、海藻油、餐饮废油(地沟油)、动物脂肪、废弃油脂等为原料生产。沸腾床技术在处理废弃油脂劣质原料时具有显著的优势，沸腾床加氢反应指原料油(主要为液相)、氢气(气相)在催化剂(固相)上进行加氢反应的过程，加氢反应主要发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢饱和、加氢裂化等。沸腾床加氢反应可以处理高金属、高沥青质含量的劣质原料油，反应具有压力降小、温度均匀等优势。沸腾床加氢反应器可以加工高硫、高残炭、高金属的重质油，对于解决固定床渣油加氢空速低、催化剂失活快、系统压降大、易结焦、装置运行周期短等问题具有明显的优势。但由于在沸腾床反应器中的物料处于全混的状态，催化剂颗粒、液相反应产物会被反应器排出的气相产物带出反应器，并夹带进入后续的高压分离流程中的设备以及管线中，降低了催化剂的利用率及装置的稳定性，从而限制了沸腾床加氢装置的长周期运行。

4、因此，如何提高沸腾床加氢反应器的氢的利用效率、催化剂的利用率及装置的稳定性，已成为是本领域需要解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置，有效的解决了催化剂颗粒易被反应产生的气相带出反应器外的问题，提高了催化剂的利用率，降低了催化剂的单耗；同时，也避免了生产设备中管道的堵塞，提高了装置的稳定性，进而确保沸腾床加氢装置的可以长周期运行。

2、为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置，包括加热炉、新氢压缩机、溶氢器、气液分离器、第一沸腾床加氢反应器、第二沸腾床加氢反应器、催化剂储存罐、高压分离器、低压分离器、精馏塔、循环氢净化器和循环氢压缩机，所述加热炉和新氢压缩机均与溶氢器相连，溶氢器通过气液分离器与第一沸腾床加氢反应器连通，第一沸腾床加氢反应器与催化剂储存罐连通，第一沸腾床加氢反应器与第二沸腾床加氢反应器相连；所述高压分离器分别与第二沸腾床加氢反应器和低压分离器连通，低压分离器与精馏塔连通；所述气液分离器、第一沸腾床加氢反应器、第二沸腾床加氢反应器、高压分离器和循环氢压缩机均与循环氢净化器相连；所述循环氢压缩机与溶氢器相连。

4、进一步地，所述第一沸腾床加氢反应器和第二沸腾床加氢反应器的上部均设有催化剂加入部件、排气部件和液体排出部件。

5、进一步地，所述第一沸腾床加氢反应器和第二沸腾床加氢反应器的下部均设有物料入口部件和催化剂排出部件。

6、进一步地，所述第一沸腾床加氢反应器和第二沸腾床加氢反应器内均设有三相分离部件。

7、进一步地，所述催化剂加入部件底部高于排气部件底部，催化剂加入部件底部高于排气部件底部20～30cm。

8、进一步地，所述催化剂加入部件底部高于排气部件底部优选为25cm。

9、进一步地，所述排气部件包括直筒段和扩口段，扩口段为喇叭状。

10、进一步地，所述排气部件的直筒段和扩口段一体成型。

11、进一步地，所述直筒段和扩口段的夹角为115°～135°。

12、进一步地，所述扩口段底部直径为三相分离部件直径的35～50％。

13、与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

14、(1)本实用新型公开了一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置，该装置所述的沸腾床加氢反应器，由于设置的催化剂加入部件的底部高于排气部件底部，有效的避免了固体催化剂颗粒在反应器内下降的过程中易被反应气相带出反应器外，从而造成装置设备中管道的堵塞的问题，提高了催化剂的利用率，同时也提高了装置的稳定性，确保沸腾床加氢装置的可以长周期运行。

15、(2)本实用新型公开的沸腾床加氢反应器顶部设有的排气部件底部扩口段形状为喇叭状，据空气动力学原理，相对于传统的直排，有利于反应器内，反应气相的排出，提高沸腾床加氢反应器的利用效率。

16、(3)本实用新型在沸腾床加氢反应器之前设有气液分离器，气液分离器顶部分离的气相进入循环氢气净化器内，经过循环氢气压缩机后，进入到溶氢中再次循环利用，提高了氢的利用率；同时，气液分离器底部分离出的溶解了氢的液相进入到沸腾床加氢反应器内与催化剂接触，在加氢反应区域内，进行加氢反应，避免了反应器中气液体积比过大，导致装置运转不稳定现象的出现，提高了装置的稳定性。

17、(4)本实用新型从第一沸腾床加氢反应器、第二沸腾床加氢反应器及高压分离器上部排出的气体均进入循环氢净化器内，经过循环氢压缩机，进入到溶氢器，再次循环利用，节约能源。

技术特征：

1.一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置，该沸腾床加氢装置包括加热炉(1)、新氢压缩机(2)、溶氢器(3)、气液分离器(4)、第一沸腾床加氢反应器(5)、第二沸腾床加氢反应器(7)、催化剂储存罐(6)、高压分离器(8)、低压分离器(9)、精馏塔(10)、循环氢净化器(11)和循环氢压缩机(12)，其特征在于，所述加热炉(1)和新氢压缩机(2)均与溶氢器(3)相连，溶氢器(3)通过气液分离器(4)与第一沸腾床加氢反应器(5)连通，第一沸腾床加氢反应器(5)与催化剂储存罐(6)连通，第一沸腾床加氢反应器(5)与第二沸腾床加氢反应器(7)相连；所述高压分离器(8)分别与第二沸腾床加氢反应器(7)和低压分离器(9)连通，低压分离器(9)与精馏塔(10)连通；所述气液分离器(4)、第一沸腾床加氢反应器(5)、第二沸腾床加氢反应器(7)、高压分离器(8)和循环氢压缩机(12)均与循环氢净化器(11)相连；所述循环氢压缩机(12)与溶氢器(3)相连。

2.根据权利要求1所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述第一沸腾床加氢反应器(5)和第二沸腾床加氢反应器(7)的上部均设有催化剂加入部件(14)、排气部件(15)和液体排出部件(17)。

3.根据权利要求1所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述第一沸腾床加氢反应器(5)和第二沸腾床加氢反应器(7)的下部均设有物料入口部件(13)和催化剂排出部件(18)。

4.根据权利要求1所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述第一沸腾床加氢反应器(5)和第二沸腾床加氢反应器(7)内均设有三相分离部件(16)。

5.根据权利要求2所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述催化剂加入部件(14)底部高于排气部件(15)底部，所述催化剂加入部件(14)底部高于排气部件(15)底部20～30cm。

6.根据权利要求5所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述催化剂加入部件(14)底部高于排气部件(15)底部25cm。

7.根据权利要求2所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述排气部件(15)包括直筒段(151)和扩口段(152)，所述扩口段(152)为喇叭状。

8.根据权利要求7所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述排气部件(15)的直筒段(151)和扩口段(152)一体成型。

9.根据权利要求8所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述直筒段(151)和扩口段(152)的夹角为115°～135°。

10.根据权利要求9所述的制备生物航煤用沸腾床加氢装置，其特征在于，所述扩口段(152)底部直径为三相分离部件(16)直径的35～50％。

技术总结本技术提供了一种制备生物航煤用沸腾床加氢装置，属于能源化工设备技术领域。该沸腾床加氢装置包括加热炉、新氢压缩机、溶氢器、气液分离器、沸腾床加氢反应器、催化剂储存罐、高压分离器、低压分离器、精馏塔、循环氢净化器和循环氢压缩机；沸腾床加氢反应器上部设有催化剂加入部件、排气部件和液体排出部件，下部设有物料入口部件和催化剂排出部件，内部设有三相分离部件；其中，催化剂加入部件底部高于排气部件底部。采用本装置提高了催化剂的利用率，提升了加氢反应效果，以及装置工作运行的稳定性。技术研发人员：闫晓慧,姚飞飞,韩瑞敏,马帅帅,史绪胜,樊江岩受保护的技术使用者：河南省君恒实业集团生物科技有限公司技术研发日：20230918技术公布日：2024/5/8