專利名稱：從含油植物中提取汽油柴油的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及從含油植物中提取低沸點烴油的方法和設備；特別地， 通過熱裂解和/或二次催化裂解從含油植物中提取汽油柴油的方法和設 備，屬于油脂及石化領域。
背景技術：
地球上現有的礦物能源日益枯竭，加上科技文明的飛速發展，能耗的 成倍增加，新的可再生能源的開發越來越緊迫地擺在人類面前。人們期 盼著能找到一種"石油植物"，像稻米的春種秋收一樣，春播綠草，秋 收石油，以解決全球能源危機。因此，尋求和挖掘由碳(C)和氫(H) 二元素所組成的烴油新型資源，以滿足日益增漲的車船及內燃機對汽油 柴油需求，已成為世界各國重要大事！當前，市場上所使用的生物柴油 (或稱為脂肪酸甲酯，Gw8H27-35-C00OU就是用油脂和甲醇為原料經酯
化反應或生物酶法等工藝合成的燃料替代產品，以此來減緩天然石油或 礦物油的供應不足。許多歐美國家已將動植物油脂轉化成了脂肪酸甲酯
(C14—18H27-35~C00CH3，又稱為生物柴油)，并將5% 的甲酯與95% 的礦物性柴油進行混合調配后用作內燃機(車船發動機)燃料。用動植 物油脂合成的生物柴油要作為內燃機燃料使用時，必須添加大量的天然 礦物油(或國標柴油)進行復配才能正常地使用；單純的脂肪酸甲酯
(dw晶7-35"C00CH3，又稱為生物柴油)不能作為內燃機燃料；天然石油 日趨枯竭，也會導致用于復配生物柴油的礦物性柴油的量也隨之缺乏； 因此，開拓和發明一種不添加和不依賴于天然礦物油，而是全部采用地 面上可再生資源，即植物油料、油籽、含油植物、動植物油脂、皂腳
((Cw8H27-3sCOONa)等資源，使其轉化成由碳(C)和氫(H) 二元素所 組成的汽油和柴油用作內燃機燃料，即生產出與天燃礦物油(或石油) 的組成結構和物理化學性質完全相同的汽油柴油；這，將成為人類開掘 礦物性烴油的重要途徑，具有劃時代的意義。
據悉，適合我國生長的現有油料樹種是油棕、油桐、綠玉樹、光 皮樹、山桐子、麻瘋樹、黃連木、山核桃及海南的油楠樹等；作物油籽主要是大豆、棉籽、花生、葵花籽、菜籽、芝麻、棕櫚核、椰子、亞 麻籽、蓖麻籽等，而含油藻類一微藻等油料水生植物(單細胞藻)資 源數目已上千種，藻類的光合作用(包括紅外線)轉化效率可達10%以 上，含油量達30%;麻瘋樹結下的麻瘋果含油率在30-35% (W%)，黃連 木結的籽含油率高達到50% (W%〉以上；油菜籽含油率在37—46% (W%)， 油棕果的含油率高達50% (鵬)以上，上述物質包含有大量的生物質油 脂(或脂肪酸甘油酯)，實施本發明將具有豐富的自然界原料。
目前，還沒有出現從含油植物固體中直接提取烴油的報導，本發明 的目的就是要彌補現有技術的缺乏，提供從含油植物[如作物油籽、油果， 以及用動植物油脂(脂肪酸甘油三酯)、油脂的衍生物(如脂肪酸或脂肪 酸鹽，如皂腳dw晶7—35C00Na)]等原料中，提取礦物性汽油柴油的技術和 設備。具體地說，將DX型高溫無機顆粒狀催化劑(或稱為DX熱載體) 連續循環地輸入密封的配置有螺旋推進器的反應器內，與原料(如含油 植物碎片、油籽，……)直接地接觸進行傳熱，在400-1300'C發生熱裂 解和二次催化裂解，使原料中的C-O單鍵和C二O雙鍵發生斷裂，產生的 氣相物引入分離器中；在分離器中，氣相物中的水分、氣相輕烴與烴油 分開，再對烴油進行第二次深度催化裂化反應，并進行一系列的分子重 排、氫轉移、烷基化反應和異構化反應，最終將原料(含油植物)轉化 成不含氧元素的汽油柴油。本發明具有生物質脫氧效果好，反應傳熱快, 耗能少，設備不結焦，渣中不含油，循環的熱載體具有很強的抗磨性、 脫水性和催化活性，成品轉化率高和投資少的特點，并具備好的工業實 用性。
本發明是如下是實現的，本發明的方法包括如下步驟
1.含氧生物質原料的熱裂解和第一次催化裂解轉變成不含氧元素的烴 油
先將無機顆粒狀熱載體(或DX型熱載體)在燃燒室中加熱燃燒升至 高溫，再用螺旋輸送機送入密封的槽形螺旋反應器中。將所述的預先處 理后的原料(含油植物)用螺旋進料機輸入(或將液態原料如油脂泵入) 到密封的槽形螺旋反應器中,使原料直接與DX型熱載體混合發生熱裂化 反應和第一次催化裂解反應;使原料中的C"O單鍵和C=0雙鍵發生斷裂， 分解成由水分與烴類組成的氣相混合物和固體殘炭。氣相物引出反應器, 經部分或輕度冷凝后進入分離器，氣相物中的水分、輕烴和不凝結的氣體從分離器頂部排出，并按傳統的方法收集和處理；分離器的底部收集 不含氧元素的烴油。主要由熱載體和少量裂解殘炭形成的固體混合物受 螺桿推動流入分離箱。用鼓風機把經高溫煙氣換熱后的熱空氣送入分離 箱，用熱空氣不停地將混合物經過分離箱吹入燃燒室進行燃燒，原料中 夾帶的金屬、石頭、機械雜質、顆粒狀無機物等雜質受重力作用不斷地 落入分離器底部，并排出裝置。在燃燒室里，混合物中的有機物和殘炭 被燃燒至燼，并放出大量的熱量，無機顆粒狀熱載體(或稱為DX型熱載 體)表面的殘炭被燒輝而被恢復其催化活性，又被加熱至高溫并循環地 落入槽形反應器內給熱解或裂解反應供熱。
上述過程中，DX型熱載體始終處于加熱]^熱——加熱的連續加 熱和再生的循環狀態，以確保槽形反應器內有足夠的熱量。
2.無氧重質烴油的第二次催化反應-
將分離器底部的烴油加熱變為氣相烴，氣相烴進入催化固定床與催
化劑接觸發生氣-----固相催化反應生成小分子氣相烴，并進入分餾塔
分餾，按傳統的方法收集氣相烴，最后得到汽油和柴油。
先通過熱裂解或/和催化裂解方法脫去原料中的氧元素，使含氧生物 質原料轉化成烴油，以及可以將生成的經油再進行進一步的催化重整和 分餾塔分餾最終轉變成汽油柴油，這，是本發明的一個主體發明點。
實施本發明的方法也可采用傳統的立或臥式的釜式反應器，或者是 旋轉式反應器進療間歇式生產或間接加熱，但本發明優選上述熱載體直 接傳熱和再生的槽形反應器。
在上述方法中，熱裂解反應和催化裂解反應可維持常壓或高于常壓， 原料的脫氧所進行的熱解及第一次催化裂解所需熱量由高溫DX型熱載 體直接接觸傳給，固定床內所用催化劑為SR—1型催化劑，已在本發明 人USP6.133.491和CN98117823.5中公開；所述熱載體在燃燒室出口至 槽形螺旋反應器進口溫度為500-1300° C，熱載體離開螺旋槽形反應器 時的溫度為400-800° C。黏度高的油脂與熱載體(催化劑)直接接觸和 攪拌推進下均勻傳熱，本發明屬于連續化進料和出油的生產工藝，克服 了釜式反應器間歇式生產或間接加熱導致物料局部高溫過熱結焦、設備 壽命短、生產成本高的弱點；特別地，市場上廣泛使用的臨氫降凝催化劑、非臨氫降凝催化劑、
常規裂解催化劑,以及SR-1催化劑…….等等，遇到水分或水蒸汽時將會 失去催化活性或失效。常見的作物油籽內部(如大豆，油菜籽，油棕 籽，等)的安全含水量都在6-10% (W%)，因此，本發明采用了原 料先除氧或脫水，后進行催化反應的主體發明思路；以消除生物質原料 在裂解過程中，原料內部所含水分以及裂解生成的水分對催化劑的不利 影響，以確保催化劑的正常使用。本發明所述的固定床中可以采用石化 工業采用的Y型分子篩、ZSM-5，……..等常規裂解催化劑，但本發明優 選SR-1型催化劑。
含油植物(如油棕、油桐、綠玉樹、光皮樹、山桐子、麻瘋樹、 黃連木…等的油果、油籽、種于或油仁)，或含油藻類_微藻等油 料水生植物，即單細胞藻等)，以及作物油籽(如大豆、棉籽、花生、 葵花籽、油菜籽、芝麻、棕櫚核、椰子仁……)等，主要由脂肪酸甘 油三酯、纖維素、淀粉、水分及其它有機物質所組成，均屬于碳(C)、 氫(H)、氧(0)三元素所組成的有機化合物；通過無氧條件下的高 溫裂解，將被分解或干餾成為水、烴、殘炭和不凝結氣體；而動植物 油脂及其衍生物在超過其沸點的高溫無氧條件下，也被分解或干餾成 為水、烴和不凝結氣體；水在油水分離器中與汽油分離開而排出裝置； 由于熱裂解屬于高溫條件，有--'部分產生的烴油被焦化或聚合成了高 分子烴類，必須經過催化裂解、分子重整、分子重排、氫轉移、烷基 化反應和異構化反應，最終將原料(含油植物)轉化成不含氧元素的 汽油柴油。含油植物中的有機纖維素和淀粉，經無氧高溫干餾后，最 終變為殘炭；殘炭隨熱載體同時送入燃燒室后，燃燒至燼并放出熱量 給熱載體加熱。
含油植物(如油籽、油果、藻類，.........)在進入裂解設備之前必
須進行預先處理，即，先去掉機械雜質和無機物等，干燥或脫去表面水， 然后進行粉碎到6厘米以下的碎片，或將油果榨碎成6厘米以下的塊狀 物。
特別地，本發明不需要事先對含油植物(如油果、藻類、油籽)進行 浸泡、榨取或萃取出油脂，再對油脂進行熱解處理的多種工序，而是直 接將固體含油植物送入裂解反應器，用含油植物所含的纖維素和淀粉等 有機物的干餾殘炭和裂解產生的可燃性不凝結氣體在燃燒室中燃燒所產 生的熱量進行熱裂解反應，熱解所需熱量自給自足；且大大地縮短了從原料到烴油的整體工藝流程，降低了生產成本和能耗，含油植物經熱解
后只剩下殘炭，而殘炭在燃燒爐中被燒輝；所以，本發明不產生植物廢 渣等有機固體廢棄物；這，是本發明的一個重要發明思路。 其基本化學原理 1.以油脂為原料時
:a-O"Coor
:H-0~C00R， 加熱和/或RS-1型催化劑 n[C+H2線+C晶+,
(油脂)
2.以鈉皂為原料時
RCOONa 加熱和/或RS-1型催化劑, n[C+H2+CH4+C2H4+C2H6+ (鈉皂)
3.以鈣皂為原料時
Ca[C艦2加熱和/或RS-1型催化劑, n[C+Ha+CH4+C!H4+CaHH+ (轉皂)
C3H6+C3H8+C4H8+C4Hnf*"C5Ht2"*"C6H6"K!)7H8+…+Ci2Ha4《12H25+ +C20H4O+C20H42+…
十d+…Ca卿2+M;
4.以脂肪酸或酸化油為原料時
R，COOH加熱和/或RS-1型催化劑旨 11
及油脂衍生物等。所有動物和植物油脂原料可以先加 熱成液態，然后用泵輸入到密封的配置有螺旋推進器的反應器內進行裂 解反應。
具體地，本發明的方法包括步驟
1,先將直徑為0. l—3毫米的無機顆粒狀熱載體(或是DX型熱載體) 在燃燒室中用燃料、天然氣、或回收裂解氣體和空氣燃燒加熱升溫至 600~1300° C,用蟝旋輸送機連續不停地將高溫無機顆粒狀熱載體送到 密封的配置有螺旋推進器的槽形反應器中；
2，將所述的預先處理后的原料用螺旋進料機輸入或將液態原料如油 脂泵入到密封的槽形螺旋反應器中，使原料直接與高溫無機顆粒狀熱載體接觸混合發生熱裂化反應和第一次催化裂解反應；物料和熱載體在螺 桿旋轉和推動下從反應器內入料口 一端移向另 一端；熱載體從燃燒室排 出和進入螺旋反應器時的溫度控制在500-1300° C,最好在600~700° C;熱載體離開螺旋反應器時的溫度控制在400-800° C,最好在500~600 ° C;壓力為負壓至高于常壓，同時地，原料不斷地被熱裂解和催化裂解 變成氣相物和殘炭;分解成由水分與烴類組成的氣相混合物和固體殘炭。
氣相物引出反應器，經部分或輕度冷凝后進入分離器，氣相物中的水分、
輕烴和不凝結的氣體從分離器頂部排出，并按傳統的方法收集和處理； 從分離器的底部收集不含氧元素的重質烴油；依照常規的重油催化裂解 或降凝的方法，將分離器底部的重質經油加熱變為氣相烴，氣相烴進入 催化固定床與催化劑接觸，在300~600° C，優選地在350—450° C時
發生氣------固相催化反應生成小分子氣相烴，并進入分餾塔分餾，經
冷凝、油水分離等傳統的方法收集或處理氣相烴，最后得到汽油和柴油， 產生的不凝結可燃性氣體(仏，C,"Cs)返回到燃燒室燃燒回收熱量。
3,熱載體和裂解殘炭形成的固體混合物受蟝桿推動從槽形反應器中 流入分離箱。用鼓風機把經高溫煙氣換熱后的熱空氣送入分離箱，原料 中夾帶的金屬、石頭、機械雜質、顆粒狀無機物等雜質受熱空氣的浮選 及重力引力的雙重作用不斷地落入分離器底部，然后分離出裝置。
4，用熱空氣不停地將由熱載體和殘炭組成的混合物經過分離箱吹入 燃燒室進行燃燒；在燃燒室里，混合物中的有機物和殘炭被燃燒至燼， 無機塵粒隨高溫煙氣排出，并放出大量的熱量，無機顆粒狀熱載體(或 DX型熱載體)表面的殘炭被燒燼而被恢復其催化活性，又被加熱至髙溫 并循環地落入槽形反應器內給熱解或裂解反應供熱。上述過程中，無機 顆粒狀熱載體始終處于加熱一放熱——加熱的連續加熱和再生的循環 狀態，以確保槽形反應器內有足夠的熱量。
本發明的另一 目的是提供實現上述方法的設備，本發明的設備是循 環反應器，包括螺旋進料機，槽形螺旋反應器，燃燒室，分離箱，及 烴油收集裝置。所述槽形反應器包括；長圓柱形殼體，固定在地面上不 動。殼體下部是半圓形并配置螺旋桿攪拌器，殼體內的螺旋桿攪拌器用 電磁電動機驅動。螺旋進料機和熱載體入口配置在槽形螺旋反應器上部 一端；分離箱配置在槽形螺旋反應器下部的另一端，分離箱的上部開口 與槽形螺旋反應器的底部相連接，分離箱的中部一側孔通過管道與燃燒室上半部相連通；分離箱的中部另一側孔通過管道與空氣鼓風機的出口 相連通；所述的燃燒室包含有油、氣燃燒噴嘴和空氣噴嘴；燃燒室的頂 部尾氣出口與文丘里除塵器進氣口相聯，文丘里除塵器的排氣口與空氣 換熱器一端相連通，空氣換熱器的另一斷與煙囪引風機的進口相接，燃 燒室下部經螺旋輸送機與槽形螺旋反應器頂部入口管相聯通。實施本發明的方法也可采用傳統的立或臥式的釜式反應器，或者是 旋轉式反應器進行間歇式生產或間接加熱，但本發明優選上述熱載體直 接傳熱和再生的循環反應器本發明的設備進一步包括烴油的加熱、固一 氣二相的催化反應等裝 置，均屬于本領域中常規使用的催化裂解生產汽油柴油的裝置；其分離 裝置包括分離器，分餾塔，冷凝器，油水分離器和水封罐等。下面結合附圖對本發明的設備進行進一步的描述。參見
圖1，本發明的設備是循環反應器,主要包括螺旋進料機(14)， 槽形螺旋反應器(7)，燃燒室(3)，分離箱(9)，文丘里除塵器(43)， 螺旋輸送機(6)，空氣換熱器(12),煙囪引風機(11)，鼓風機(10), 分離器(16)，分餾塔(24)，冷凝器(15、 25、 28)，固定床(23)， 換熱釜(20)，氣化釜(19)，熱油泵(17、 18)，汽提塔(27)，油 水分離器(30),水封罐(33)等。所述的槽形螺旋反應器(7)包括；長圓柱形殼體(34)，固定在 地面上不動。殼體(34)下部是半圓形并配置螺旋桿攪拌器(8),槽形 反應器(7)上部是汽化空間。殼體(34)內的螺旋桿攪拌器(8)間接 受外圍的磁力電動機(13)驅動。殼體(34)內的螺旋攪拌器(8)因受 外界磁力的間接驅動不會因螺桿的旋轉造成殼體(34)內的物料有任何 向外泄漏。螺旋進料機(14)和熱載體(35)入口分別配置在槽形螺旋 反應器(7)上部一端；分離箱(9)配置在槽形螺旋反應器(7)下部的 另一端，分離箱(9)的上部開口與槽形螺旋反應器(7)的底部相連接， 分離箱(9)的中部一側孔通過熱空氣管道與燃燒室(3)上半部進料孔 (5)相連通；分離箱(9)的中部另一側孔通過管道與空氣股鼓風機(10) 的出口相連通，分離箱(9)的底部收集廢金屬和石塊(41),經閥門(42) 排出裝置；所述的燃燒室(3)包含有油噴嘴(2)、燃氣噴嘴(4);燃 燒室的頂部尾氣出口 (36)與文丘里除塵器(43)進氣口相聯，文丘里除塵器(43)排氣口與空氣換熱器(12)—端相連通，空氣換熱器(12) 的另一端與煙囪引風機(11)的出口相接；燃燒室(3)下部經螺旋輸送 機(6)與槽形螺旋反應器(7)頂部入口管相聯通。
所述的槽形螺旋反應器(7)的頂部氣相物出口 (39)連接冷凝器 (15)的物料進口，冷凝器(15)的物料出口聯通分離器(16)的上部,
分離器(16)的頂部經冷凝器(25)后聯接油水分離器(30)上部，油 水分離器(30)頂部出口與燃燒室(3)的燃氣噴嘴進口 (4)相聯通； 分離器(16)的下部出口管與熱油泵(17)進口聯通，熱油泵(17)出 口聯通換熱器(20)的進料管，換熱器(20)的出料管與氣化釜(19) 的上部相聯通，氣化釜(19)的下部用管導聯通分離器(16)的內部， 釜(19)的頂部聯通固定床(23)的頂部進料口，固定床(23)的底部 出料口與分餾塔(24)的中部相聯通；分餾塔(24)頂部連接汽油冷凝 器(26)進口，冷凝器(26)出口連接汽油油水分離器(30)上部，油 水分離器(30)頂部與水封罐(33)相通，油水分離器(30)下部連接 排水閥門(32)，中部是收集汽油的閥門(31)。分餾塔(24)中部裝 有汽提塔(27)。汽提塔(27)連接柴油冷凝器(28)進口。冷凝器(28) 出口連接柴油儲罐(29)上部。分餾塔(24)的底部重油(22)用熱油 泵(21)聯接到分離器(16)的上部入管口；
下面結合附圖對本發明的方法進行進一步的說明。
先將直徑為0.1—3毫米的DX型無機顆粒狀脫水性催化劑作為熱 載體(35)放入槽形螺旋反應器(7)內，然后，啟動空氣鼓風機(10) 和槽形螺旋反應器(7)內的螺旋桿攪拌器(8),使熱載體在螺桿(8) 的旋轉和推動下從反應器(7)內一端移向另一端。用空氣將熱載體(35) 經分離箱(9)吹送到燃燒室(3)內；將燃料油和空氣經各自的噴嘴(2， 4， 5)同時噴入燃燒室(3)中，熱載體(35)在燃燒室(9)中被加熱 升至800-1300° C，并落入燃燒室(3)的下部，再用螺旋輸送機(6) 連續循環不停地將熱載體(35)送到槽形螺旋反應器(7)中。用螺旋 進料機(14)將所述的原料(1)推入(或將液態油脂經入孔(40)泵入) 密封的槽形螺旋反應器(7)中，并直接與熱載體(35)在槽形螺旋反應 器(7)內混合并發生傳熱，進行熱裂化反應和第一次催化裂解反應。物 料(1)在螺桿(8)旋轉和推動下從反應器(7)內一端移向另一端。原 料(1)受熱后不斷地分解成氣相物和殘炭。氣相物經汽化區從反應釜(7 ) 的上部氣相出口排出，經冷凝器(15)輕度冷凝后進入分離器(16)，氣相物中的水分、輕烴和不凝結的氣體從分離器(16)頂部排出，經冷 凝器(25)冷凝后進入汽油油水分離器(30),反應產生的水從汽油油 水分離器(30)底部經閥門(32)排出裝置，汽油經閥門(31)輸出到 汽油儲罐內；不凝結的可燃性烴類氣體(H2, d-C4)經水封罐(33)后 引入到燃燒室(3)中燃燒回收熱量；分離器(16)下部的重油(17)用 熱油泵(18)輸入到換熱釜(20)中，采用高溫熱源(或高溫煙氣)從 進口 (38)進入釜(20)中，從出口 (37)排出，將重油(17)加熱到 300-450'C并送入氣化釜(19)中，氣相烴從氣化釜(19)的頂部進入固 定床(23)中，并與SR-1型催化劑發生催化反應生成小分予氣相烴，小 分子氣枏烴經分餾塔(24)分餾，再按傳統的收集提純方法，如冷凝、 油水分離，……最得到汽油柴油。熱載體(35)和熱裂解殘炭組成的混 合物受反應器的螺桿(8)推動流入分離箱(9)。用鼓風機(10)把經 高溫煙氣換熱后的熱空氣送入分離箱(9)中，原料(1)中夾帶的金屬、 石頭、機械雜質、顆粒狀無機物等雜質(41)受熱空氣的浮選及重力引 力的雙重作用下，不斷地落入分離器(9)的底部，然后排出裝置。風機 (10)把高溫經煙道氣換熱后的熱空氣輸入到分離箱(9)中，不停地將 熱載體和殘炭的形成的混合物從分離箱(9)中吹入到燃燒室(3)內。 金屬，石塊等雜質(41)等落入分離箱(9)底部，經閥門(42)被分離 除去；在燃燒室(3)中，混合物中的有機物被燒輝，并放出大量的熱， 熱載體(35)又被加熱至500-1000° C,并落入螺旋輸送機(6)中，被 連續循環的送入槽形蟝旋反應器(7)中給反應器(7)內的熱解和催化 裂解反應供熱。無機塵粒隨高溫煙氣被抽出并進入文丘里除塵器(43) 中，，經文丘里除塵器(43)處理將灰塵收集或排出裝置；除塵后的高 穩溫煙氣經空氣換熱器換熱降溫后，被引風機(n)抽出至煙囪排入大 氣。
上述過程中，熱載體(35)始終處于被加熱^熱一被加熱的 達續加熱和再生的循環狀態。目的是確保槽形螺旋反應器(7)內的裂解 反應所需熱量。
以下通過具體實施例更詳細地說明本發明，但本發明并不受其限制。
實施例1
先將直徑為0.8毫米的DX型無機顆粒狀脫水性催化劑作為熱載體(35)放入槽形螺旋反應器(7)內，然后，啟動空氣鼓風機(10)和槽 形螺旋反應器(7)內的蟪旋桿攪拌器(8)，使熱載體在螺桿(8)的 旋轉和推動下從反應器(7)內一端移向另一端。用空氣將熱載體(35) 經分離箱(9)吹送到燃燒室(3)內；將0號柴油和空氣經各自的噴嘴
(2， 4， 5)同時噴入燃燒室(3)中，熱載體(35)在燃燒室(9)中被 加熱升至600-75(T C，并落入燃燒室(3)的下部，再用螺旋輸送機(6) 連續循環不停地將熱載體(35)送到槽形螺旋反應器(7)中。用螺旋 進料機(14)將1000KG預先破碎成1-3厘米的麻瘋果顆粒(1)推入到 密封的槽形螺旋反應器(7)中，并直接與熱載體(35)在槽形螺旋反應 器(7)內混合并發生傳熱，進行熱裂化反應和第一次催化裂解反應。物 料(1)在螺桿(8)旋轉和推動下從反應器(7)內一端移向另一端。反 應器(7)內的原料進口溫度控制在600~750° C，反應器(7)的熱載 體和殘炭混合物的出口溫度控制在500""600。 C。原料(1)受熱后不斷 地分解成氣相物和殘炭。氣相物經汽化區從反應釜(7)的上部氣相出口 排出，經冷凝器(15)輕度冷凝后進入分離器(16)，氣相物中的水分、 輕烴和不凝結的氣體從分離器(16)頂部排出，經冷凝器(25)冷凝后 進入汽油油水分離器(30)，反應產生的水從汽油油水分離器(30)底 部經閥門(32)排出裝置，汽油經閥門(31)輸出到汽油儲罐內；不凝 結的可燃性烴類氣體(&， C廠G)經水封罐(33)后引入到燃燒室(3) 中燃燒回收熱量；分離器(16)下部的重油(17)用熱油泵(18)輸入 到換熱釜(20)中，采用高溫熱源(或高溫煙氣)從進口 (38)進入釜
(20)中，從出口 (37)排出，將重油(17)加熱到360-4801C并送入 氣化釜(19)中，氣相烴從氣化釜(19)的頂部進入固定床(23)中， 并與SR-1型催化劑發生催化反應生成小分子氣相烴，固定床(23)中的 溫度控制在320-390° ，小分了氣相經經分餾塔(24)分餾，再按傳統 的收集提純方法，如冷凝、油水分離，……最得到汽油64. 5KG和柴油 191.5KG。熱載體(35)和熱裂解殘炭組成的混合物受反應器(7)的螺 桿(8)推動流入分離箱(9)。用鼓風機(10)把經髙溫煙氣換熱后的 熱空氣送入分離箱(9)中，原料(1)中夾帶的金屬、石頭、機械雜質、 顆粒狀無機物等雜質(41)受熱空氣的浮選及重力引力的雙重作用下， 不斷地落入分離器(9)的底部，然后排出裝置。風機(10)把高溫經煙 道氣換熱后的熱空氣輸入到分離箱(9)中，不停地將熱載體和殘炭的形 成的混合物從分離箱(9)中吹入到燃燒室(3)內。金屬，石塊等雜質
(41)等落入分離箱(9)底部，經閥門(42)被分離除去；在燃燒室(3) 中，混合物中的有機物被燒燼，并放出大量的熱，熱載體(35)又被加熱至600-750° C，并落入螺旋輸送機(6)中，被連續循環的送入槽形 螺旋反應器(7)中給反應器(7)內的熱解和催化裂解反應供熱。無機 塵粒隨高溫煙氣被抽山并進入文丘里除塵器(43)中，，經文丘里除塵 器(43)處理將灰塵收集或排出裝置；除塵后的高穩溫煙氣經空氣換熱 器換熱降溫后，被引風機(U)抽出至煙囪排入大氣。
上述過程中，熱載體(35)始終處于被加熱~~^C熱——被加熱的 連續加熱和再生的循環狀態。目的是確保槽形螺旋反應器(7)內的裂解 反應所需熱量。
將上述方法中收集到的汽油和柴油分別進行氣相色譜分析得到下面 的汽油組份(W%)和柴油組份(怖)；并將收集到的汽油和柴油分別與 GB標準的93#號汽油和0#柴油進行內燃機的臺架功率試驗和相關物理參 數對比試驗，以及進行300公里的同條件下的車輛行駛對比實驗，其效 果一致；
上述工藝參數及生產結果如下:
麻瘋果0 %):
反應壓力
熱載體進反應器溫度-.
熱載體出反應器溫度: 第一次催化裂解溫度:
第二次催化反應溫度:
催化 劑-.
熱載體類型
1000KG (干基)
0. 05—0. 08 MPa
600-750° C
500-600° C。
500-750。 C
320-390° C
SR—1型催化劑
DX型無機顆粒狀脫水性催化劑
反 應產物-.
汽 油，
汽油組份(鵬)
汽油密度(g/cm3，25°C)
64.5KG (6.45%) ， RON為93. 5。 烷烴為23.1%，環垸烴為5.8%，烯烴為48.5% 芳經為8.5%，其它為14.1%。 0. 72.
柴 油191.5KG (19.15%),十六烷值為51。
柴油組份(W%): 烷烴為15.9%，環烷烴為6. 8%，烯烴為52%，芳烴10.3%，其它為t5%; 柴油密度(g/cm3，25°C) : 0.83.
總之，從1000KG麻瘋果中，能提取汽油柴油為256KG，得率為25.6%
實施例2
采用大豆油作為原料時，用泵將原料均速地經口 (40)泵入反應 釜(7)中，其它方法按照上述實施例1的同樣方法實施，得到如下 工藝參數及生產結果如下 大 豆油(W%) : 1000KG 大豆油密度(g/cm3，25°C) :0.91 反應壓力.
熱載體進反應器溫度 熱載體出反應器溫度 第一次催化裂解溫度 第二次催化反應溫度 催 化 劑
熱載體類型
0.05—0. 08 MPa 600-750° C
500-600° 500-750° 32Q"390o
Co
C C
SR—1型催化劑
DX型無機顆粒狀脫水性催化劑
反 應產物
汽 油， 汽油組份(重量％)
180. 4KG (18.04%) ， RON為91. 2。
烷烴為26.6%，環烷經為8.7%，烯烴為51.6% 芳經為3.5%,其它為9.6%。 0. 73.
639. 6G (63.96%),十六烷值為49。
烷烴為26.7%，環烷烴為4.9%，烯烴為49%, 芳烴7. 4%，其它為12% 0.84.
汽油柴油收率820KG (180.4+639.96)為82 %。
總之，從1000KG大豆油中，能提歡汽油柴油為820KG ,得率為82%。
汽油密度(g/cm3,25°C) 柴 油
柴油組份(重量％):
柴油密度(g/cm3，25°C)
權利要求
1.從含油植物中提取汽油柴油的方法和設備其方法包括如下步驟(1)，先將直徑為0.1-3毫米的無機顆粒狀熱載體在燃燒室中用燃料油、天然氣、或回收裂解氣體和空氣燃燒加熱升溫至600-1300℃，用螺旋輸送機連續不停地將高溫無機顆粒狀熱載體送到密封的配置有螺旋推進器的槽形反應器中；(2)，將所述的預先處理后的原料用螺旋進料機輸入或將液態原料泵入到密封的槽形螺旋反應器中，使原料直接與高溫無機顆粒狀熱載體接觸混合發生熱裂化反應和第一次催化裂解反應；物料和熱載體在螺桿旋轉和推動下從反應器內入料口一端移向另一端；熱載體從燃燒室排出和進入螺旋反應器時的溫度控制在500-1300℃，最好在600-700℃；熱載體離開螺旋反應器時的溫度控制在400-800℃，最好在500-600℃；壓力為負壓至高于常壓；同時地，原料不斷地被熱裂解和催化裂解變成氣相物和殘炭；分解成由水分與烴類組成的氣相混合物和固體殘炭。氣相物引出反應器，經部分或輕度冷凝后進入分離器，氣相物中的水分、輕烴和不凝結的氣體從分離器頂部排出，并按傳統的方法收集和處理；從分離器的底部收集不含氧元素的烴油；依照常規的重油催化裂解或降凝的方法，將分離器底部的烴油加熱變為氣相烴，氣相烴進入催化固定床與催化劑接觸，在300-600℃，優選地在350-450℃時發生氣——固相催化反應生成小分子氣相烴，并進入分餾塔分餾，經冷凝、油水分離等傳統的方法收集或處理氣相烴，最后得到汽油和柴油，產生的不凝結可燃性氣體(H2，C1-C5)返回到燃燒室燃燒回收熱量；(3)，主要由熱載體和少量裂解殘炭形成的固體混合物受螺桿推動從槽形反應器中流入分離箱。用鼓風機把經高溫煙氣換熱后的熱空氣送入分離箱，原料中夾帶的金屬、石頭、機械雜質、顆粒狀無機物等雜質受熱空氣的浮選及重力引力的雙重作用不斷地落入分離器底部，然后分離出裝置；(4)，用熱空氣不停地將由熱載體和殘炭組成的混合物經過分離箱吹入燃燒室進行燃燒；在燃燒室里，混合物中的有機物和殘炭被燃燒至燼，無機塵粒隨高溫煙氣排出，并放出大量的熱量，無機顆粒狀熱載體表面的殘炭被燒燼而被恢復其催化活性，又被加熱至高溫并循環地落入槽形反應器內給熱解或裂解反應供熱；上述過程中，無機顆粒狀熱載體始終處于加熱——放熱——加熱的連續加熱和再生的循環狀態，以確保槽形反應器內有足夠的熱量；先通過熱裂解或/和催化裂解方法脫去原料中的氧元素，使含氧生物質原料轉化成不含氧的烴油，以及可以將生成的混烴油進行進一步的催化重整和分餾塔分餾最終轉變成汽油柴油。
2. 根據權利要求1的方法，其特征在于所述的固定床中使用的 催化劑可以是Y型分子篩、ZSM-5、 Si02/AL203、 AL203、 AL(OH)3 等常規裂解催化劑，但本發明優選SR-1型催化劑。
3. 根據權利要1的方法，其特征在于所述的無機顆粒狀熱 載體包括小顆粒沙子、顆粒狀硅酸鹽、碳酸鹽化合物及其它硬質 無機鹽，如硅酸鋁，顆粒的直徑一般在0.1—3毫米，最好在0.5 一2.0毫米，但本發明優選DX型熱載體。
4. 根據權利要3的方法，其特征在于所述的DX型高溫無機 顆粒狀脫水性催化劑或稱DX型熱載體的合成方法是:將40-60%(W%) 的天然高嶺土、 10-30% 的ZSM-5和20-60% (W%)的硅酸鋁進 行混合，或最好采用50% (W%)的天然高嶺土、 10% (W%)的ZSM-5 和40% (W%)的硅酸鋁的配比進行混合；用硅酸鈉溶液(或水玻璃， 含Si&為110克/升，模數為3. 1-3.2)調成漿料、加入適量的或 0.1-0.3% (W%)硝酸(HNO3)溶液(60%)作為補強劑，加入適量的或 0. 1-0, 5% (W%)淀粉作為擴孔劑，淀粉在加熱活化或高溫后被炭化， 形成多微孔來增加活性表面；依照傳統分子篩制造工藝方法，經造 粒、干燥、活化、800-120(TC煅燒而成；此物質具有強的耐磨性、 多微孔吸水活性和催化性能；其顆粒的直徑一般在0.1-3毫米，最 好在0. 5-2.0毫米。
5. 根據權利要1的方法，其特征在于所述的原料包括各 類含油藻類、各種含油植物的油籽、油果、葉、桿和枝，以及動物油脂、植物油脂、脂肪酸、鈉皂[Cw—18H27—35C00Na]、銬皂[G4-18H27-35C00) 2Ca]、其它金屬皂及油脂衍生物等。
6.實施從含油楨物中提取汽油柴油的方法所需設備是循環反應器， 包括螺旋進料機，槽形螺旋反應器，燃燒室，分離箱，及烴油收集 裝置。所述槽形反應器包括；長圓柱形殼體，固定在地面上不動。 殼體下部是半圓形并配置螺旋桿攪拌器，殼體內的螺旋桿攪拌器用 電磁電動機驅動。螺旋進料機和熱載體入口配置在槽形螺旋反應器 上部一端；分離箱配置在槽形螺旋反應器下部的另一端，分離箱的 上部開口與槽形螺旋反應器的底部相連接，分離箱的中部一側孔通 過管道與燃燒室上半部相連通分離箱的中部另一側孔通過管道與 空氣鼓風機的出口相連通；所述的燃燒室包含有油、氣燃燒噴嘴和 空氣噴嘴燃燒室的頂部尾氣出口與文丘里除塵器進氣口相聯，文 丘里除塵器的排氣口與空氣換熱器一端相連通，空氣換熱器的另一 斷與煙囪引風機的進口相接，燃燒室下部經螺旋輸送機與槽形螺旋 反應器頂部入口管相聯通。
7. 根據權利要求6所述的設備，本發明的設備進一步包括烴油 的加熱、固一 氣二相的催化反應等裝置，均屬于本領域中常規使用 的催化裂解生產汽油柴油的裝置；其分離裝置包括分離器，分餾 塔，冷凝器，油水分離器和水封罐等。
8. 實施從含油植物中提取汽油柴油的方法所需設備也可以采用 傳統的立或臥式的釜式反應器，或者是旋轉式反應器進行間歇式生 產或間接加熱，但本發明優選上述熱載體直接傳熱和再生的循環反 應器。
全文摘要
本發明涉及從含油植物中提取低沸點烴油的方法和設備；特別地，通過熱裂解和二次催化裂解從含油植物中提取汽油柴油的方法和設備，屬于油脂及石化領域。具體地說，將DX型高溫無機顆粒狀催化劑(或稱為DX熱載體)連續循環地輸入密封的配置有螺旋推進器的反應器內，與原料(如含油植物碎片、油籽，……)直接地接觸進行傳熱，在400-1300℃發生熱裂解和二次催化裂解，使原料中的C-O單鍵和C＝O雙鍵發生斷裂，產生的氣相物引入分離器中；在分離器中，氣相物中的水分、輕烴與烴油分開，再對烴油進行第二次深度催化裂化反應，并進行一系列的分子重排、氫轉移、烷基化反應和異構化反應，最終將原料(含油植物)轉化成不含氧元素的汽油柴油。本發明具有生物質脫氧效果好，反應傳熱快，耗能少，設備不結焦，渣中不含油，循環的熱載體具有很強的抗磨性、脫水性和催化活性，成品轉化率高和投資少的特點，并具備好的工業實用性。
文檔編號C10G3/00GK101294091SQ20071009754
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月27日 優先權日2007年4月27日
發明者周鼎力, 力 邢 申請人:周鼎力;邢 力