一种裂解催化剂配置系统及其方法和应用

技术领域

本发明涉及多元醇裂解催化技术领域，具体涉及一种裂解催化剂配置系统及其方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

现有的低分子量多元醇的制备主要是通过石油等化石燃料的高温裂解得到，又由于化石原料的不可再生性和裂解为低分子量醇类的转化率较低，使以化石燃料作为低分子量醇的制备原料的方法受到了很大的限制。

发明人在研究过程中发现，反应过程需要借助催化剂的催化作用，实现重组分的成分的转变，在该反应中，所用催化剂需要提前配置，在配置过程中，由于催化剂成分多，难免会接触空气，容易发生变质，导致催化剂的有效存储时间变短。

此外，裂解催化剂成分复杂，现有公开的一些配置方法中，催化剂原料一起混合，制备的催化剂催化效果不佳，裂解效果不好，产量低。

发明内容

为了解决现有技术存在的催化剂在配置过程中容易发生变质，催化剂配置方法有待完善的问题，本发明提出一种裂解催化剂配置系统及其方法和应用。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种裂解催化剂配置系统，包括：配料罐，配料罐设有第一循环泵，第一循环泵一端连接在配料罐底部，另一端连接在配料罐顶部，配料罐与催化剂储罐通过管道连接，原料罐与催化剂储罐通过第二循环泵连接，催化剂储罐顶部与第一氮气补充管线连接，催化剂储罐与裂解釜通过管道连接，裂解釜通过第三循环泵和加热装置进行循环，裂解釜顶部设有冷凝器和回流装置，裂解釜还设有原料入口。

本发明第二方面，提供一种裂解催化剂配置方法，将催化剂原料预先混合后，将催化剂原料和碱液混合并输入裂解釜中，与重组分烃进行加热反应，产生的蒸汽经冷凝回流后，用于再次加热蒸发或者检测合格后导出。

本发明第三方面，提供一种裂解催化剂配置系统和/或裂解催化剂配置方法在重组分裂解生产多元醇催化剂配置领域中的应用。

本发明一个或多个实施例具有以下有益效果：

1)裂解催化剂配置系统合理设置催化剂原料的混合位置和加入方式，通过多个阀门相互配合，以及氮气的气封作用，可以使催化剂在配置、流动和反应过程中避免与空气接触，延长催化剂的保存时间。

2)加料管伸入配料罐距离底部有一定距离，保证添加物料可落在罐底而不堵塞加料管。

3)第一循环泵两侧设有第一控制阀和第二控制阀，当第一循环泵出现问题时，关闭第一控制阀和第二控制阀，可以对第一循环泵进行检修和更换，而不用排空配料罐液体。

4)管道靠近配料罐的一侧伸入配料罐内，伸入配料罐的管道向配料罐底部倾斜设置，可以尽可能导出配料罐内液体。

5)回流装置还与第四循环泵连接，第四循环泵分别与裂解釜、收集装置连接，经冷凝回流获得的液体检测合格后导出到收集装置，若不合格，继续进入裂解釜中进行反应。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1为本发明实施例1裂解催化剂配置系统示意图；

其中：1、配料罐，2、加料口，3、第一循环泵，4、第一控制阀，5、第二控制阀，6、呼吸管，7、液位计，8、催化剂储罐，9、过滤装置，10、原料罐，11、第二循环泵，12、止回阀，13、第三控制阀，14、第四控制阀，15、呼吸阀，16、第一氮气补充管线，17、调节阀，18、裂解釜，19、流量计，20、第五控制阀，21、第六控制阀，22、原料入口，23、第三循环泵，24、加热装置，25、冷凝器，26、回流装置，27、第四循环泵，28、第二氮气补充管线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了解决现有技术存在的催化剂在配置过程中容易发生变质，催化剂配置方法有待完善的问题，本发明提出一种裂解催化剂配置系统及其方法和应用。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种裂解催化剂配置系统，包括：配料罐，配料罐设有第一循环泵，第一循环泵一端连接在配料罐底部，另一端连接在配料罐顶部，配料罐与催化剂储罐通过管道连接，原料罐与催化剂储罐通过第二循环泵连接，催化剂储罐顶部与第一氮气补充管线连接，催化剂储罐与裂解釜通过管道连接，裂解釜通过第三循环泵和加热装置进行循环，裂解釜顶部设有冷凝器和回流装置，裂解釜还设有原料入口。

裂解催化剂配置系统合理设置催化剂原料的混合位置和加入方式，通过多个阀门相互配合，以及氮气的气封作用，可以使催化剂在配置、流动和反应过程中避免与空气接触，延长催化剂的保存时间。

在本发明一个或多个实施例中，所述配料罐顶部设置有呼吸管，侧面设有液位计，顶部设置有加料口；

优选地，所述加料口由加料漏斗和加料管组成；

优选地，加料管伸入配料罐距离底部有一定距离，所述距离优选为10-50cm，保证添加物料可落在罐底而不堵塞加料管。

在本发明一个或多个实施例中，所述加料口与配料罐间设有阀门，加料口用于添加去离子水和粉末原料；所述粉末原料选自硼酸盐、钡碱、高锰酸盐。

在本发明一个或多个实施例中，第一循环泵两侧设有第一控制阀和第二控制阀。当第一循环泵出现问题时，关闭第一控制阀和第二控制阀，可以对第一循环泵进行检修和更换，而不用排空配料罐液体。

在本发明一个或多个实施例中，配料罐与催化剂储罐通过管道连接，管道靠近配料罐的一侧伸入配料罐内，伸入配料罐的管道向配料罐底部倾斜设置，可以尽可能导出配料罐内液体。

优选地，配料罐与催化剂储罐通过管道连接，管道上设有过滤装置和止回阀，过滤装置两侧设有控制阀，设置过滤装置可以初步除去未溶解的原料，如果过滤装置长时间使用发生堵塞的情况，可以通过关闭过滤装置两侧的控制阀，检修过滤装置或更换。

在本发明一个或多个实施例中，催化剂储罐顶部设有呼吸阀；

优选地，催化剂储罐顶部通过调节阀与第一氮气补充管线相连接；

优选地，原料罐装有碱液，碱液选自氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液。

在本发明一个或多个实施例中，第二循环泵两侧设有第三控制阀和第四控制阀；

优选地，原料罐与催化剂储罐间还设有止回阀；

优选地，催化剂储罐与裂解釜通过管道连接，管道上设有流量计和控制阀，所述控制阀为2个；

优选地，回流装置与第二氮气补充管线连接；

优选地，回流装置还与第四循环泵连接，第四循环泵分别与裂解釜、收集装置连接；

优选地，原料入口位于裂解釜下部，原料为重组分烃。

催化剂储罐与裂解釜通过管道连接，管道上设有流量计和2个控制阀，分别为第五控制阀和第六控制阀，流量计也可以位于第五控制阀2和第六控制阀之间，此处并不作唯一限定。

本发明第二方面，提供一种裂解催化剂配置方法，将催化剂原料预先混合后，将催化剂原料和碱液混合并输入裂解釜中，与重组分烃进行加热反应，产生的蒸汽经冷凝回流后，用于再次加热蒸发或者检测合格后导出。

在本发明一个或多个实施例中，所述催化剂原料为硼酸盐、钡碱、高锰酸盐；

优选地，硼酸盐、钡碱、高锰酸盐的质量比为1:0.8-1.2:2-10，优选为1:0.8-1.2:3-7；

优选地，催化剂原料和碱液在催化剂储罐中混合均匀后按照一定流速输送至裂解釜，与重组分烃进行加热反应；

优选地，裂解釜中加热温度为150-220℃。

具体反应过程为：

重组分具体是丁醛、辛烯醛、丁醇、辛醇其一种或多种组分的缩聚物。

原料硼酸盐、钡碱、高锰酸盐的配比为1:1:2，与30％碱液与一定比例的重组分在150-220℃条件下，以上配置形成的催化剂溶液中的电离离子将缩聚物分子中的活化能较低的碳氧键或碳碳键打开，产生以上物质的单分子混合物。

本发明第三方面，提供一种裂解催化剂配置系统和/或裂解催化剂配置方法在重组分裂解生产多元醇催化剂配置领域中的应用。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

如图1所示，为一种裂解催化剂配置系统，包括：配料罐1，配料罐1设有第一循环泵3，第一循环泵3一端连接在配料罐1底部，另一端连接在配料罐1顶部，第一循环泵3两侧设有第一控制阀4和第二控制阀5。配料罐1顶部设置有呼吸管6，侧面设有液位计7，液位计7可以时刻显示配料罐1内液体含量，顶部设置有加料口2，加料口2由加料漏斗和加料管组成，加料漏斗和加料管之间设有阀门，使得在加料的时候避免空气进入，加料管伸入配料罐1距离底部20cm，加料口用于添加去离子水和粉末原料；所述粉末原料选自硼酸盐、钡碱、高锰酸钾。第二控制阀4通过管道与加料管连接，连接处位于加料漏斗和加料管间阀门的下方。

配料罐1与催化剂储罐8通过管道连接，管道靠近配料罐1的一侧伸入配料罐1内，伸入配料罐1的管道向配料罐1底部倾斜设置，管道上设有过滤装置9和止回阀12，过滤装置9两侧设有控制阀，便于对过滤装置9进行更换和检修。

原料罐10与催化剂储罐8通过第二循环泵11连接，原料罐10装有氢氧化钾溶液，第二循环泵11两侧设有第三控制阀13和第四控制阀14，原料罐10与催化剂储罐间8还设有止回阀12，避免液体回流。

催化剂储罐8顶部通过调节阀17与第一氮气补充管线16连接，催化剂储罐8顶部设有呼吸阀15。

催化剂储罐8与裂解釜18通过管道连接，管道上设有流量计19和2个控制阀，分别为第五控制阀20和第六控制阀21，裂解釜18通过第三循环泵23和加热装置24进行循环，起到加热、搅拌均匀的作用。裂解釜18顶部设有冷凝器25和回流装置26，回流装置26与第二氮气补充管线28连接，回流装置26与第四循环泵27连接，第四循环泵27分别与裂解釜18、收集装置连接。原料入口22位于裂解釜18下部，原料为重组分烃。

工作流程为：首先向配料罐1添加水溶液和一定量的硼酸盐、钡碱、高锰酸钾在配料罐1加料漏斗处加至配料罐1内；开启配料罐1第一循环泵3运行一定时间后停止；利用氮气对催化剂储罐8进行置换3-5次；开启原料罐10的第二循环泵11，将碱液添加至催化剂储罐8内；打开配料罐1控制阀，将配置完成的锰盐溶液送入催化剂储罐8后关闭；打开催化剂储罐8的第五控制阀20和第六控制阀21，控制一定量的催化剂溶液进入裂解釜18。

将重组分通过原料入口22加入到裂解釜18中，利用第三循环泵23和加热装置24实现裂解釜中的加热、搅拌、循环过程，加热产生的蒸汽经冷凝器25和回流装置26进行冷凝回流，回流装置26连有氮气，对回流装置26内的液体进行气封。回流装置26还与第四循环泵27连接，第四循环泵27分别与裂解釜18、收集装置连接，经冷凝回流获得的液体检测合格后导出到收集装置，若不合格，继续进入裂解釜18中进行反应。

实施例2

一种裂解催化剂配置方法，将催化剂原料预先混合后，将催化剂原料和碱液混合并输入裂解釜中，与重组分烃进行加热反应，产生的蒸汽经冷凝回流后，用于再次加热蒸发或者检测合格后导出。

所述催化剂原料为硼酸盐、钡碱、高锰酸钾，硼酸盐、钡碱、高锰酸钾的质量比为1:1:3，催化剂原料和碱液(30％氢氧化钠水溶液)按照质量比为1:4的比例在催化剂储罐中混合均匀后按照一定流速输送至裂解釜，与重组分烃进行加热反应，裂解釜中加热温度为180℃。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。