一种航空燃油生产装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种新的航空燃油生产装置。
【背景技术】
[0002] 随着世界航空业的不断发展，对航空煤油的需求与日倶增。目前，全球航空运输业 每年消耗15-17亿桶航空煤油，其原料来源均为石油。随着全球石油储量的减少，石油价格 的波动，航空能源安全性、经济性等问题愈显突出。此外，航空煤油在飞行器中燃烧产生的 二氧化碳基本排放在大气的平流层中，产生了很强的温室效应，因此航空业面临着严峻的 二氧化碳减排的挑战。为了解决这些问题，唯有采用替代燃料尤其是生物航空煤油。以动植 物油脂为原料，采用加氢法制备的生物航空煤油是一种环境友好的燃料，具有原料来源广、 二氧化碳零排放及可再生的特点，且化学结构与石油基航空煤油相近，二者能够相溶，是未 来石油基航空煤油最具潜力的替代品之一，也是目前研究的热点之一。
[0003] 但是，生物航空煤油发展的首要问题是原料来源。目前，全球已进行27次生物航 空煤油试验飞行，所用燃料（加氢石蜡煤油，SPK)均以动植物油或藻类油为原料，采用加氢 工艺生产。可食用动植物油脂用作原料容易引发"与人争粮"的矛盾。我国是一个农业大 国，生物质资源十分丰富。生物质能的开发利用要求人们恢复植被，最终形成〇) 2的收支平 衡，使用这种能源几乎不会产生S02污染，并且有利于回收利用有机废弃物。其中生物质热 解液化备受人们关注，生物质转化为生物油后，其能量密度得到大幅提高（如秸杆可提高 约10倍），故生物油的运输和储藏要比生物质容易许多。生物油的用途非常广泛：可以作 为燃料油直接燃烧使用（燃烧时只需对现有热力设备略加改造即可）；提质后可单独或与 化石燃料混合用于内燃机；生物油是复杂有机化合物的混合物，从中可以分离提取出具有 特殊用途或高附加值的化学品。总之，生物质催化裂化液化作为大规模转化利用生物质的 一个重要技术手段已越来越为人们所重视。但是，由于生物油酸值高、氧含量高、成分复杂 等原因不能直接用作飞机发动机燃油，它需要进一步精制提高油品质量。同时我国人口众 多，餐饮废油和地沟油产量巨大，不法商贩为牟取暴利使地沟油重回餐桌，对人们的健康造 成极大的危害。如何变废为宝进行生物油和餐饮废油的资源化利用成为当前急需解决的问 题。
[0004] 该专利主要以生物原料提质制备航空燃油。利用废弃油脂转化制备的生物柴油， 加氢异构化获得航空生物燃料的烷烃组分；再从秸杆类生物质热解制取的生物油，催化裂 解制得航空生物燃料的芳烃组分，通过有机调和两种组分（烷烃组分与芳烃组分）的比例， 通过精馏切割组分获得高品质航空燃油。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的主要目的是提供一种利用生物质为原料，制备航空煤油的装置。降 低了航空煤油的生产成本，而且结构紧凑、控制简单、价格便宜。
[0006] 本实用新型通过以下技术方案完成：
[0007] -种航空燃油生产装置；包括催化裂化反应釜、加氢反应釜、调和装置和精馏塔； 催化裂化反应器上设置有原料和氮气的进料管；在反应器底部出口连接至气液分离器；加 氢反应釜上设置有原料和氢气进料管；在反应器底部出口连接至气液分离器；气液分离器 出口连接调和装置进口；在调和装置底部经过冷凝器连接至分离器；分离器出口连接精馏 塔，精馏塔内设置有填料层，填料层顶端出口连接冷凝器；冷凝器出口连接的回流器下端连 接产品收集罐。
[0008] 所述催化裂化反应釜、加氢反应釜和调和装置中设置有搅拌器。
[0009] 所述催化裂化反应釜的原料和氮气进料管是：生物油原料罐由输送管连接到进料 栗，再连接至缓冲器，缓冲器连接预热器，预热器出口连到催化裂化反应釜的进料管，同时， 氮气瓶由气路连接至质量流量计，流量计直接连接到原料缓冲器；缓冲器的出口管路连接 至预热器，再由管路连接至催化裂化反应釜。
[0010] 所述加氢反应釜上的原料和氢气进料管是：生物柴油原料罐由输送管连接到进料 栗，再由进料管连接到缓冲器；同时氢气瓶由气路连接至质量流量计，再由气路连接至缓冲 器；缓冲器的出口管路连接至预热器，再由管路连接至加氢反应釜。
[0011] 所述调和装置和气液分离器之间设置有进料栗。
[0012] 所述分离器和精馏塔之间设置有进料栗。
[0013] 本实用新型的一种航空燃油生产方法，步骤如下：
[0014] 1)生物油原料罐中的生物油由进料栗输送，经过缓冲器、预热器后进入带有机械 搅拌的催化裂化反应釜中，加入生物油和催化剂；然后氮气有质量流量器控制进入催化裂 化反应釜充当保护气；搅拌下加热到开始反应，反应产物经冷凝器冷凝进入气液分离器中， 分离后由栗输送到调和装置中，气相产物经简单处理后可进行循环利用；
[0015] 2)步骤（1)完成后，生物柴油原料罐中的生物柴油由进料栗经过缓冲器、预热器 后输送到带有机械搅拌的加氢反应釜中，加入生物柴油和催化剂，然后氢气有质量流量器 控制进入加氢反应釜中并升压至4MPa;加氢反应釜在搅拌下加热后开始反应；反应产物经 冷凝器冷凝进入气液分离器中，分离后由栗输送到调和装置中；
[0016] 3)将催化裂解反应物和加氢反应物搅拌后经过冷凝器后进入分离器进行分离；
[0017] 4)将步骤（3)的产物由进料栗打入精馏塔釜进行精馏，精馏产物由收集器进行收 集。
[0018] 所述步骤（1)加入生物油与催化剂的质量比为1:0. 12~0. 15;催化裂化反应釜3 反应温度为450 °C~500 °C。催化剂优选HZSM-5。
[0019] 所述步骤（2)加入生物柴油与催化剂质量比为1:0. 06~0. 08,加氢反应釜4反应 温度350°C~400°C。催化剂优选Ni/Si02。
[0020] 生物油原料罐中的生物油优选为秸杆热解后的生物油；生物柴油原料罐中的生物 柴油优选为废油脂制备的生物柴油；精馏塔6进行的精馏方法可以是间歇、减压操作，可在 不同理论塔板处采集产物；精馏产物由收集10进行收集。
[0021] 本实用新型的优点：
[0022] (1)本实用新型的利用的原料为废油脂制备的生物柴油和秸杆热解后的生物油， 原料成本低廉，变废为宝；
[0023] (2)制备航空装置结构紧凑、控制简单、价格便宜；
[0024] (3)制备方法简单新颖，产品满足航空燃油标准。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型的工艺流程原理框图；
[0026]图2为本航空煤油制备装置一实施例的结构示意图。
[0027]其中：
[0028] 生物油原料罐-1、生物柴油原料罐-2、催化裂化反应釜-3、加氢反应釜-4、调和装 置-5、
[0029] 精馏塔-6、气液分离器-7、分离器-8、冷凝器-9、收集器-10、冷凝器-11、进料 栗 _12、
[0030] 回流器-13、预热器-14、质量流量计-15、缓冲器-16。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明，下面的实施例是为了使本领 域的技术人员能够更好地理解本实用新型，但并不对本实用新型作任何限制。
[0032] 请参照图2所示，其中，图2是本本航空煤油制备装置一实施例的结构示意图：一 种航空燃油生产装置；包括催化裂化反应釜（3)、加氢反应釜（4)、调和装置（5)和精馏塔 (6);催化裂化反应器（3)上设置有原料和氮气的进料管；在反应器底部出口连接至气液分 离器（7);加氢反应釜（4)上设置有原料和氢气进料管；在反应器底部出口连接至气液分离 器（7);气液分离器（7)出口连接调和装置（5)进口；在调和装置（5)底部经过冷凝器（11) 连接至分离器（8);分离器（8)出口连接精馏塔（6)，精馏塔内设置有填料层，填料层顶端出 口连接冷凝器（9);冷凝器出口连接的回流器（13)下端连接产品收集罐。催化裂化反应釜、 加氢反应釜和调和装置中设置有搅拌器。
[0033] 所述催化裂化反应釜（3)的原料和氮气进料管是：生物油原料罐（1)由输送管连 接到进料栗（12)，再连接至缓冲器（16)，缓冲器（16)连接预热器（14)，预热器（14)出口连 到催化裂化反应爸（3)的进料管，同时，氮气瓶由气路连接至质量流量计（15)，流量计（15) 直接连接到原料缓冲器（16);缓冲器的出口管路连接至预热器（14)，再由管路连接至催化 裂化反应釜（3)。
[0034] 所述加氢反应釜（4)上的原料和氢气进料管是：生物柴油原料罐（2)由输送管连 接到进料栗（12)，再由进料管连接到缓冲器（16);同时氢气瓶由气路连接至质量流量计 (15)，再由气路连接至缓冲器（16);缓冲器的出口管路连接至预热器（14)，再由管路连接 至加氢反应爸（4)。
[0035] 所述调和装置（5)和气液分离器（7)之间设置有进料栗（12)。