本發(fā)明涉及廢輪胎回收的，尤其涉及一種廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著汽車運輸產業(yè)的持續(xù)發(fā)展，廢輪胎產生量也急劇增加。由于廢輪胎具有耐腐蝕、自然條件下不易分解等特性，已成為我國以及全球關注的“黑色污染”問題。如何實現廢輪胎“減量化、無害化、綠色化、資源化、再使用、再循環(huán)”是橡膠領域亟待解決的重大課題。對廢舊輪胎進行熱裂解，是進行廢舊輪胎循環(huán)利用的主要途徑之一。廢輪胎裂解油是廢舊輪胎熱解生成的主要產物之一，其密度一般大于915kg/m3，主要含有脂肪烴、芳烴、烯烴和膠質，以及硫、氮、氧、氯等非烴類化合物。該裂解油具有熱值高、灰分低、粘度低和殘?zhí)恐档偷葍?yōu)點，但也存在整體性能較柴油差，硫、氮、氯等雜質含量高等缺陷，因此對廢輪胎裂解油進行精制，脫除其中所含的硫、氮、氧、氯等非烴類化合物，提高廢輪胎裂解油的品質，是提高廢輪胎裂解油利用價值的環(huán)境友好技術，同時可在一定程度上緩解我國油品緊張的現狀。

2、在輪胎制造過程中添加的多種添加劑(如硅烷偶聯劑、氯化石蠟等)導致裂解油中氯、硅等雜質含量顯著。加氫過程中氯轉化為氯化氫會腐蝕設備，硅易堵塞催化劑孔道導致失活，這對需要長期穩(wěn)定運行的航空燃料制備系統(tǒng)尤為致命?，F有專利cn105001910?a公開了一種組合式加氫處理輪胎裂解油的方法，一種加氫脫氯和加氫精制的組合流程，針對于廢舊輪胎裂解油中雜質元素含量較高，尤其是氯元素的存在對不銹鋼設備的影響，應用于廢舊輪胎油改質過程，從而達到改善產品品質、降低設備材質、延長裝置運轉周期、降低投資等目的。該發(fā)明采用兩段分別加氫工藝，工藝流程復雜，操作難度大，能耗高。專利cn220520438u公開了一種輪胎油深加工系統(tǒng)。該實用新型由輪胎油分餾部分、柴油餾分加氫精制部分、汽油餾分加氫精制部分等組成，用于生產柴油和汽油。該實用新型需要首先將輪胎油分離成柴油餾分和汽油餾分兩部分，再分別對其進行加工，使工藝流程復雜，操作難度大，而且產品分布不易調整。專利cn118006362a公開一種輪胎裂解油加氫深加工系統(tǒng)，該發(fā)明設有爐前加氫反應器和爐后加氫反應器，通過對輪胎裂解油加氫深加工流程的改進，設有進料三通，能夠切換油料走向——選擇輸入爐前第一加氫反應器或進料加熱爐以延長裝置運行時間。如此，當第一反應器堵塞時第一反應器將失去作用，原料中的二烯烴、膠質、硅等雜質很快引起爐后加氫反應器堵塞，裝置的連續(xù)運行時間并沒能延長，同時加速爐后加氫反應器中催化劑結焦堵塞。

3、上述技術方案雖嘗試通過加氫工藝改善裂解油品質，均以生產普通汽油和柴油組分為目標，沒有涉及生物液體燃料生產的報道，也沒有涉及對廢輪胎裂解油中可再生生物來源組分高附加值利用描述。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料的方法及系統(tǒng)，對生產生物航空燃料原料作補充，同時解決廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料的工藝流程及雜質脫除效率不足，實現系統(tǒng)長周期安全平穩(wěn)運行。

2、本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：本發(fā)明提供了一種廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料的系統(tǒng)，包括：

3、預處理單元，用于對廢輪胎裂解油進行多級過濾以及預熱處理；

4、加氫反應單元，包括依次連接的低溫段反應器、精制反應器和改質反應器，用于對預處理的廢輪胎裂解油加氫反應和淺度裂化反應；

5、分離純化單元，包括熱高壓分離器、脫氯反應器、冷高壓分離器、熱低壓分離器和冷低壓分離器，用于對淺度裂化反應的產物進行脫氯反應以及氣、油、水分離處理；

6、循環(huán)氫單元，用于為系統(tǒng)提供混合氫；

7、分餾單元，用于對分離純化單元分離出來的產物進行分餾處理，得到生物航空燃料和低凝點生物柴油。

8、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，預處理單元包括依次連接的一級過濾器、第一換熱器、二級過濾器和第二換熱器，二級過濾器和第二換熱器之間還設置有濾后原料緩沖罐、反應進料泵，多級過濾之后的廢輪胎裂解油與混合氫混合進入第二換熱器。

9、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，加氫反應單元包括：

10、低溫段反應器，低溫段反應器的進料口與預處理單元連接，

11、精制反應器，精制反應器的進料口通過第三換熱器、反應進料加熱爐與低溫段反應器的出料口連接，

12、改質反應器，改質反應器的進料口通過第四換熱器與精制反應器的出料口連接，出料口通過第三換熱器與熱高壓分離器連接。

13、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，分離純化單元包括：

14、熱高壓分離器，熱高壓分離器的氣相出口與脫氯反應器的進料口連接，液相出口與熱低壓分離器的進料口連接；

15、脫氯反應器，脫氯反應器的出料口通過第二換熱器、熱高分氣空冷器與冷高壓分離器的進料口連接；

16、冷高壓分離器，冷高壓分離器的氣相出口與循環(huán)氫單元連接，液相出口連接外界；

17、熱低壓分離器，熱低壓分離器的氣相出口通過第五換熱器、熱低分氣空冷器與冷低壓分離器的進料口連接，液相出口與分餾單元連接；

18、冷低壓分離器，冷低壓分離器的氣相出口和液相出口均連接外界，油相出口與分餾單元連接。

19、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，循環(huán)氫單元包括循環(huán)氫脫硫塔和循環(huán)氫壓縮機，循環(huán)氫脫硫塔的進氣口與冷高壓分離器的氣相出口連接，出氣口與循環(huán)氫壓縮機，通過循環(huán)氫壓縮機為加氫反應單元和分離純化單元提供混合氫。

20、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，低溫段反應器入口操作溫度150～180℃，操作壓力10.0～18.0mpa(g)，脫硅劑的體積空速4.0～6.0h-1，保護劑體積空速1.0～3.0h-1，主催化劑體積空速2.0～4.0h-1，氫油體積比為500:1～1000:1nm3/m3；精制反應器入口操作溫度320～360℃，操作壓力10.0～18.0mpa(g)，加氫精制催化劑的體積空速0.5～2.0h-1，改質反應器入口操作溫度330～350℃，加氫改質催化劑體積空速3.0～6.0h-1，氫油體積比為500:1～1000:1nm3/m3。

21、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，所述脫硅劑為活性炭，所述保護劑為低活性催化劑，所述主催化劑為氧化鋁載體和負載在載體上的ni或mo。

22、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，熱高壓分離器采用熱氫氣汽提，熱氫氣的流量為循環(huán)氫流量的10-20％；熱氫氣溫度比進熱高壓分離器反應產物溫度高20-30℃，汽提內件采用6～9層篩孔塔盤或浮閥塔盤。

23、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，脫氯反應器的入口操作溫度為250-300℃；所述脫氯劑，按重量份數計，包括氧化鈣55-65份，氧化鈰8-12份、氧化鎂12-18份和硅藻土12-18份。

24、在以上技術方案的基礎上，優(yōu)選的，脫氯劑的制備方法包括：按原料組成稱取各組分混合，添加原料總質量的1-2％聚乙烯醇溶液，壓制成型，250-300℃下煅燒1-2h，然后升溫至500-550℃下煅燒2-3h，將煅燒產物破碎篩分，得到脫氯劑。

25、本發(fā)明還提供了一種廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料的方法，包括以下步驟：

26、s1、將廢輪胎裂解油經過濾預熱處理，然后進行低溫加氫處理；

27、s2、低溫加氫流出物經二級預熱后，依次進行加氫精制反應和淺度裂化反應；

28、s3、將裂化反應產物經熱高壓分離處理得到第一氣相和第一液相，第一氣相經脫氯反應后進行冷高壓分離處理，得到第二氣相、第一油相和第二液相；

29、s4、第一油相經冷低壓分離處理以收集油相，第二氣相進入循環(huán)氫單元經脫硫反應得到循環(huán)氫，第二液相排出；第一液相經熱低壓分離處理得到第三氣相和第三液相，第三氣相冷凝后經冷低壓分離處理處理以收集油相；

30、s5、第三液相和油相混合進行分餾處理，得到生物航空燃料和低凝點生物柴油。

31、本發(fā)明的廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料的方法及系統(tǒng)相對于現有技術具有以下有益效果：

32、(1)本發(fā)明提供的廢輪胎裂解油加氫制備生物航空燃料系統(tǒng)通過預處理單元、加氫反應單元、分離純化單元、循環(huán)氫單元和分餾單元的有機結合，實現了廢輪胎資源的高效循環(huán)利用與高附加值轉化，該系統(tǒng)采用串聯加氫工藝，充分利用廢輪胎裂解油的生物來源特性，在較低投資、運行成本和能耗條件下，將廢輪胎裂解油轉化為生物石腦油、生物航空燃料、低凝點柴油和可作為潤滑油基礎油原料的尾油，不僅解決了廢輪胎處理難題，還實現了資源的高價值化利用；(2)預處理單元采用一級過濾器和二級過濾器構成的梯度過濾體系，結合雙換熱器和緩沖罐設計，確保了原料的純凈度和穩(wěn)定供給，有效防止了雜質對下游設備和催化劑的不利影響，提高了整個系統(tǒng)的原料適應性和工藝穩(wěn)定性；

33、(3)加氫反應單元采用創(chuàng)新的三級串聯反應器結構，低溫段反應器分級裝填脫硅劑、保護劑和低溫高活性加氫催化劑，在較緩和條件下實現加氫脫硅和脫二烯烴，有效避免了后續(xù)主反應器結焦堵塞；并聯加氫反應器設計配合三通切換閥實現了反應器在線熱備用功能，顯著延長了裝置連續(xù)運行周期，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和催化劑使用壽命；

34、(4)本發(fā)明提出的250～300℃熱高分氣脫氯方法，通過專門設計的脫氯反應器和多組分脫氯劑，使氯與脫氯劑反應并被床層高效吸附，確保脫氯效率，有效避免了氯化物對下游設備管道的腐蝕風險，保證了系統(tǒng)的長周期穩(wěn)定運行；同時，脫氯劑通過四種組分形成了"吸附-催化-固定"的梯級脫氯機制：硅藻土首先物理吸附氯化物，氧化鈰催化分解復雜有機氯化物，氧化鈣和氧化鎂則通過化學反應將氯永久固定。這種多重協同作用不僅顯著提高了脫氯效率和脫氯劑使用壽命，還增強了系統(tǒng)對溫度波動和進料組分變化的適應能力，為廢輪胎裂解油加氫過程提供穩(wěn)定可靠的脫氯保障；

35、(5)在熱高壓分離器中設置汽提內件，采用熱氫氣汽提技術，顯著降低了加氫反應生成的氯化氫在熱高分油中的攜帶量，與脫氯反應器形成雙重脫氯保障，從源頭消除了下游設備管道的腐蝕風險，提高了整個系統(tǒng)的安全性和設備使用壽命。