一种催化裂解焦油模型化合物制取清洁气体的反应系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110607187A(43)申请公布日2019.12.24(21)申请号201910917489.1(22)申请日2019.09.26(71)申请人中国科学院广州能源研究所地址510640广东省广州市天河区五山能源路2号(72)发明人袁浩然王舒笑顾菁张军单锐(74)专利代理机构广州科粤专利商标代理有限公司44001代理人蒋欢妹莫瑶江(51)Int.Cl.C10G11/10(2006.01)C10K1/16(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种催化裂解焦油模型化合物制取清洁气体的反应系统及其方法(57)摘要本发明公开了一种催化裂解焦油模型化合物制取清洁气体的反应系统，该系统包括依次连通的预热器、设有石英管的立式管式炉、气液分离器和收集气袋，其中气液分离器添加吸收剂，预热器一端连通有四个原料输入管路，系统结构简单，合理利用空间，应用范围广，适用于焦油模型化合物的水汽重整方法和二氧化碳重整，满足了催化裂解焦油模型化合物制取清洁气体的要求。CN110607187ACN110607187A权利要求书1/2页1.一种催化裂解焦油模型化合物制取清洁气体的反应系统，其特征在于，该系统包括依次连通的预热器、设有石英管的立式管式炉、气液分离器和收集气袋，其中气液分离器添加吸收剂，预热器一端连通有四个原料输入管路：超纯水输入管路、焦油模型化合物输入管路、惰性气体输入管路和二氧化碳输入管路，超纯水输入管路和焦油模型化合物输入管路汇合后再与惰性气体输入管路和二氧化碳输入管路汇合，其中，超纯水输入管路包括装有超纯水的第一储存瓶、蠕动泵和阀门；焦油模型化合物输入管路包括装有焦油模型化合物的第二储存瓶、注射泵和阀门；惰性气体输入管路包括装有惰性气体的第一储气瓶、第一气体质量流量计和阀门；二氧化碳输入管路包括装有二氧化碳的第二储气瓶、第二气体质量流量计和阀门；预热器另一端通过缠有加热带的管道和阀门连通立式管式炉的石英管，石英管的中部固定有带孔石英片以支撑石英棉上的催化剂，形成一定高度的催化剂床层；焦油模型化合物、超纯水分别通过注射泵和蠕动泵泵入预热器中，气体经过质量流量计后进入预热器，所有原料均在预热器中进行预热，随后通过缠有加热带的管道进入立式管式炉的石英管中，催化裂解成为清洁气体，反应产物通过气液分离器进行分离，气体被统一收集于收集气袋，液体集中于气液分离器中。2.根据权利要求1所述的反应系统，其特征在于，预热器和加热带通过温度控制器进行温度显示和调节控制；预热器的温度范围为0-400℃；加热带的温度范围为0-200℃；立式管式炉的温度范围为0-1000℃，通过阀门进行控制开关，通过管式炉控制器进行温度显示和调节控制。3.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于，第一、第二气体质量流量计流量范围为0-500ml/min，由流量计控制器进行显示、调节流量。4.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于，吸收剂为乙醇或异丙醇。5.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于，所述焦油模型化合物包括苯、甲苯、乙苯、苯酚、萘、正庚烷、环己烷。6.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于，蠕动泵的流量范围为0-100ml/min，注射泵的流量范围为0-30ml/min，注射泵和蠕动泵分别通过阀门进行控制开关。7.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氩气、氖气。8.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于，催化剂的种类包括固体废弃物碳基催化剂、分子筛催化剂、天然沸石催化剂、金属氧化物，催化剂床层高度可控范围为0-5cm之间。9.一种焦油模型化合物的水汽重整方法，其特征在于，利用权利要求1-8任意一项权利要求所述系统，包括以下步骤：1)将催化剂置于石英管中部，将焦油模型化合物置于第二储存瓶中，设置流量，将超纯水置于第一储存瓶中，设置流量，设置第一气体流量计，设置预热器温度，设置加热带温度，设置立式管式炉温度，维持时间，将吸收剂置于气液分离器中用于吸收未反应的焦油模型化合物；2)打开惰性气体输入管路，通入惰性气体以排空反应装置内的空气，20min后打开立式管式炉进行加热，同时打开预热器及加热带进行升温加热；3)当立式管式炉、预热器、加热带均达到设定温度后，打开蠕动泵和注射泵，焦油模型2CN110607187A权利要求书2/2页化合物和超纯水泵入预热器中进行预热成气态，惰性气体氮气带动气态的焦油模型化合物和水通过管路进入石英管中，进过催化剂的催化作用焦油模型化合物与水发生重整反应生成甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳等气体，未反应的焦油模型化合物和水与生成气体一起在氮气的带动下进入气液分离器进行分离，反应气体用收集气袋收集，