專(zhuān)利名稱(chēng)：一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造設(shè)備及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用發(fā)酵草禾烴和重?zé)N混合釀造制備烷基烴C8-C24的重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造設(shè)備及其工藝。
背景技術(shù)：
目前石油緊缺，能源緊張已經(jīng)成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活，沒(méi)有一項(xiàng)能夠離開(kāi)能源，但是地球上的資源不是用之不竭的，石油、煤炭等資源都向人們發(fā)出了警告，目前，人類(lèi)開(kāi)采石油資源，已經(jīng)達(dá)到了極限。我國(guó)2003年石油原料資源缺口7000萬(wàn)噸，農(nóng)用交通原料燃料油、海洋開(kāi)發(fā)船舶重柴油消耗日益上漲。據(jù)2003年10月底調(diào)研燃料油市場(chǎng)價(jià)2300元/噸，輕柴油價(jià)格3100元/噸，目前市場(chǎng)柴油零售價(jià)已突破4100元/噸。一邊是能源資源消耗殆盡，另一邊是能源資源不能再生，尋找新的能源，生產(chǎn)廉價(jià)的燃料，成為世界能源科學(xué)一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。對(duì)于未來(lái)國(guó)際上交通、工業(yè)能源燃料，根本的解決辦法是尋找能替代石油的燃料。歐洲一些國(guó)家、美國(guó)、日本都對(duì)生物燃料給予極大的重視，歐洲已經(jīng)制定了生物柴油的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，這種生物柴油來(lái)源于大豆、菜籽油。2001年歐盟的生物柴油產(chǎn)量突破100萬(wàn)噸，其中法國(guó)和德國(guó)是最大的生產(chǎn)廠國(guó)，生物柴油可以在現(xiàn)行的柴油機(jī)上使用，無(wú)需改裝，德國(guó)的奔馳、寶馬、大眾汽車(chē)，生產(chǎn)的各種類(lèi)型的柴油機(jī)都允許使用生物柴油，美國(guó)在20世紀(jì)90年代初開(kāi)始生產(chǎn)生物柴油，此外，加拿大、巴西、日本、新西南和其他一些國(guó)家也在發(fā)展生物柴油技術(shù)和產(chǎn)業(yè)。但是由于這種生物柴油是大豆、菜籽為原料，其成本很高，給生物柴油的推廣帶來(lái)一定難度。
物理學(xué)家認(rèn)為碳水化合物干粉和光合作用下成長(zhǎng)的植物和作物、枯草，學(xué)術(shù)上稱(chēng)為生物質(zhì)資源，如果加工成顆粒，與石油、烴類(lèi)微生物混合發(fā)酵，他們升華到一定程度，只要稍微烷基化，加入強(qiáng)氧化劑，就能合成最原始的炸藥。爆炸是物質(zhì)釋放能量的體現(xiàn)。目前，植物枝葉、秸稈、枯草等碳水化合物，除一少部分用作農(nóng)副產(chǎn)品或手工業(yè)材料消耗外，絕大部分丟棄田間白白燒掉。經(jīng)過(guò)測(cè)定常規(guī)點(diǎn)燃或自然的方式消耗秸稈，只利用了他們能量的12-13％，我國(guó)盛產(chǎn)禾本植物4600種，其中農(nóng)作物水稻、小麥、玉米、高粱等作物秸稈年產(chǎn)3.7億噸，野生枯草1.2億噸，可以年復(fù)一年的生產(chǎn)和利用，用之不竭，取之不盡，目前，世界各國(guó)都沒(méi)有把其當(dāng)作工業(yè)上重要原料，棄之或是燒掉，嚴(yán)重影響了自然生態(tài)環(huán)境。
目前我們的煉油技術(shù)還無(wú)法將開(kāi)采出的原油完全吃干榨凈，部分油田、工業(yè)廢料剩余相當(dāng)一部分沉積重質(zhì)烴類(lèi)資源，如，石油煉制無(wú)法達(dá)到目的的超稠原油1700萬(wàn)噸，高凝油900萬(wàn)噸，煉制渣油3000萬(wàn)噸等，還有一些廢棄的汽車(chē)輪胎，廢棄的工程高分子材料，廢棄瀝青，煉焦的煤焦油等比比皆是，不僅造成資源的浪費(fèi)，而且造成環(huán)境污染，如果將這些物質(zhì)全部利用起來(lái)作為能源和再生材料的原料的話，不僅能夠解決環(huán)境污染問(wèn)題，而且能夠解決能源和再生新材料等問(wèn)題。
目前我們的煉油工藝還是一個(gè)高能耗、高成本、高危險(xiǎn)的生產(chǎn)工藝，就舉煉油廠的常減壓裝置為例，當(dāng)原油在加熱爐中被加熱到360℃時(shí)，部分原油被汽化，其中汽油、煤油、柴油等沸點(diǎn)較低的組分優(yōu)先汽化，成為氣體，而重油、渣油等沸點(diǎn)較高的組分仍為液體，進(jìn)入常壓分餾塔，氣液兩相得以初步分離，含有汽油、煤油、柴油的混合氣體，經(jīng)過(guò)多次冷凝、熱交換、質(zhì)量交換，最后在塔頂?shù)牡降头悬c(diǎn)的汽油，在中部得到煤油、柴油，底部得到重油，因重油沸點(diǎn)很高，汽化需要加熱到500℃，在這種溫度下，油品會(huì)分解，因此要對(duì)重油進(jìn)行減壓分餾，在減壓分餾塔，部分重油在400℃被汽化，以此來(lái)提高油品的收率。常減壓裝置共有大小設(shè)備167臺(tái)，分為五大類(lèi)，分餾塔就五座，最高的達(dá)35米，塔板40層，加熱爐三臺(tái)，最高的達(dá)17米，換熱器、冷卻器、機(jī)泵、容器等，不包括管線，設(shè)備鋼材用量達(dá)5400噸，要將這么多的設(shè)備和管線加熱到360℃溫度和常年維持在360-400℃之間，能耗可想而知。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用生物肽微工程過(guò)渡交叉轉(zhuǎn)因子技術(shù)，設(shè)計(jì)一種釀造設(shè)備，將各種植物、作物秸稈、枯草，經(jīng)過(guò)研磨加工與生物肽重?zé)N解離酶混合發(fā)酵后，與部分重?zé)N類(lèi)混合，中間切換生物雙氫轉(zhuǎn)因子復(fù)合酶釀造輕質(zhì)烷基烴C8-C24燃料油。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本設(shè)備是由罐體、雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱、交叉流態(tài)反應(yīng)管、催化反應(yīng)管、烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器、破沫網(wǎng)、差頻本振柱、差頻回流管、盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管、吸熱翼導(dǎo)板構(gòu)成，罐體為一臥式圓柱形殼體，四個(gè)圓柱體烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器分別安裝在罐體外頂部?jī)啥藘蓚?cè)，并與罐體連通，兩根交叉流態(tài)反應(yīng)管分別將同測(cè)兩端的烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器連通，雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱裝在罐體的頂部，底部與罐體連通，差頻回流管一端與罐體連通，一端與回流填料柱的上部連通，催化反應(yīng)管連接在兩根交叉流態(tài)反應(yīng)管之間，并與餾出管連通，破沫網(wǎng)平橫在烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器與罐體的連接處下方，將罐內(nèi)分成氣相液相兩部分，差頻本振柱垂直裝在破沫網(wǎng)下正中，兩根盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管作為罐殼體的一部分，安裝在罐殼體的底部?jī)蓚?cè)，吸熱翼導(dǎo)板安裝在罐子下殼體外。
將經(jīng)過(guò)朊化、改性烷基化的生物肽重?zé)N解離酶雙氫轉(zhuǎn)因子改性纖維素20-80％(簡(jiǎn)稱(chēng)草禾烴，本制備方法已申請(qǐng)中國(guó)專(zhuān)利)與20-80％重?zé)N混合作為原料加入本設(shè)備釀造輕烴C8-C24，其設(shè)計(jì)舉力為4-6米，當(dāng)物料受熱升華至烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器、回流填料柱時(shí)，被生物酶靶標(biāo)定位后的烴類(lèi)氣相分子，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由于反饋回流的烴類(lèi)物質(zhì)的溫度與液相溫差較大，故造成罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，加速酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、催化反應(yīng)管、流出管進(jìn)入成品罐。
本工藝烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器中的填料為氧化鋯，催化反應(yīng)管中的填料為三氧化二鋁，與交叉流態(tài)反應(yīng)管一起，進(jìn)行生物靶標(biāo)，精餾C8-C24。
雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱中的填料為鈮鉬合金，當(dāng)物料受熱升華產(chǎn)生“烴類(lèi)酵氣(非沼氣)”時(shí)，由于熱流態(tài)氣體向上進(jìn)入，并通過(guò)反復(fù)回流到罐體內(nèi)液相，與差頻本振柱一起，加速酶促反應(yīng)。
盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管的空芯內(nèi)涂有鈮鋯金屬涂層，起節(jié)約能源的作用。
汽化溫度為84-284℃。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，是一個(gè)低能耗、低成本、低危險(xiǎn)的生產(chǎn)設(shè)備，只用一臺(tái)或幾臺(tái)這樣的釀造罐，就可以完成傳統(tǒng)煉油工藝需要數(shù)臺(tái)高大蒸餾塔，加熱爐，才能完成的生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了無(wú)塔煉油，而且一臺(tái)釀造罐最多用鋼材175公斤，可節(jié)約鋼材5200多噸，出油溫度只需140-280℃，節(jié)約了大量的加工能源，將傳統(tǒng)煉油工藝不能煉制的重油、渣油、稠油、廢舊橡膠輪胎、煤焦油、煤和廢舊工程塑料轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烴類(lèi)油，既是一個(gè)能源開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，又是一個(gè)資源開(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目，還是一個(gè)環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目，投資少，見(jiàn)效快的，可謂一舉幾的。


圖1重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴釀造罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴釀造罐外部結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、交叉流態(tài)反應(yīng)管 2、催化反應(yīng)管 3、餾出管 4、烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器 5、雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱 6、氣相空間 7、液相空間 8、排渣管 9、盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管 10、吸熱翼導(dǎo)板 11、差頻本振柱 12、破沫網(wǎng) 13、殼體 14、差頻回流管具體實(shí)施方式
實(shí)施例1下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明所述的重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴釀造罐結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的述說(shuō)。
罐體做成臥式圓柱形殼體(13)(見(jiàn)圖1、圖2)，四個(gè)圓柱體烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器(4)分別安裝在罐體外頂部?jī)啥藘蓚?cè)，并與罐體連通，兩根交叉流態(tài)反應(yīng)管(1)分別將同測(cè)兩端的烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器(4)連通，雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱(5)裝在罐體的頂部，底部與罐體連通，差頻回流管(14)一端與罐體連通，一端與回流填料柱的上部連通，催化反應(yīng)管(2)連接在兩根交叉流態(tài)反應(yīng)管(1)之間，并與餾出管(3)連通，破沫網(wǎng)(12)平橫在烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器(4)與罐體的連接處下方，將罐內(nèi)分成氣相空間(6)和液相空間(7)兩部分，差頻本振柱(11)垂直裝在破沫網(wǎng)(12)下正中，兩根盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管(9)作為罐殼體的一部分，安裝在罐殼體的底部?jī)蓚?cè)，吸熱翼導(dǎo)板(10)安裝在罐子下殼體外，排渣管(8)裝在罐的底部。盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管的空芯內(nèi)涂有鈮鋯金屬涂層，起節(jié)約能源的作用。
實(shí)施例2在實(shí)施例1的設(shè)備中的氣體流態(tài)重整發(fā)生器中的裝填料氧化鋯填料，催化反應(yīng)管中裝填三氧化二鋁，在雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱中裝填鈮鉬合金。將30％的草禾烴與70％的重油混合，放入上述設(shè)備釀造烷烴C8-C24。當(dāng)溫度達(dá)到84-284℃時(shí)汽化，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)，一部分被氣體流態(tài)重整發(fā)生器擋回，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，另一部分通過(guò)雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由于反饋回流的烴類(lèi)物質(zhì)的溫度與液相溫差較大，故造成罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，加速酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)裝填有氧化鋯填料的氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、裝填有三氧化二鋁的催化反應(yīng)管，生產(chǎn)出精制烷烴C8-C24。
收率60％，40％的碳粉。
實(shí)施例3用實(shí)施例1的設(shè)備，實(shí)施例2的工藝，20％的草禾烴，80％的廢舊瀝青混合釀造生產(chǎn)精制烷烴C8-C24，當(dāng)溫度達(dá)到84-284℃時(shí)汽化，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)，一部分被氣體流態(tài)重整發(fā)生器擋回，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，另一部分通過(guò)雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由于反饋回流的烴類(lèi)物質(zhì)的溫度與液相溫差較大，故造成罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，加速酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)裝填有氧化鋯填料的氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、裝填有三氧化二鋁的催化反應(yīng)管，生產(chǎn)出精制烷烴C8-C24。
收率60％，40％的石墨粉。
實(shí)施例4用實(shí)施例1的設(shè)備，實(shí)施例2的工藝，40％的草禾烴，60％的廢舊輪胎混合釀造生產(chǎn)精制烷烴C8-C24，當(dāng)溫度達(dá)到84-284℃時(shí)汽化，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)，一部分被氣體流態(tài)重整發(fā)生器擋回，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，另一部分通過(guò)雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由于反饋回流的烴類(lèi)物質(zhì)的溫度與液相溫差較大，故造成罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，加速酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)裝填有氧化鋯填料的氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、裝填有三氧化二鋁的催化反應(yīng)管，生產(chǎn)出精制烷烴C8-C24。
收率60％，40％的電石粉。
實(shí)施例5用實(shí)施例1的設(shè)備，實(shí)施例2的工藝，50％的草禾烴，50％的煤混合釀造生產(chǎn)精制烷烴C8-C24，當(dāng)溫度達(dá)到84-284℃時(shí)汽化，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)，一部分被氣體流態(tài)重整發(fā)生器擋回，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，另一部分通過(guò)雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由于反饋回流的烴類(lèi)物質(zhì)的溫度與液相溫差較大，故造成罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，加速酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)裝填有氧化鋯填料的氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、裝填有三氧化二鋁的催化反應(yīng)管，生產(chǎn)出精制烷烴C8-C24。
收率60％，40％的電石粉。
實(shí)施例6用實(shí)施例1的設(shè)備，實(shí)施例2的工藝，60％的草禾烴，40％的廢舊工程塑料混合釀造生產(chǎn)精制烷烴C8-C24，當(dāng)溫度達(dá)到84-284℃時(shí)汽化，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)，一部分被氣體流態(tài)重整發(fā)生器擋回，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，另一部分通過(guò)雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由于反饋回流的烴類(lèi)物質(zhì)的溫度與液相溫差較大，故造成罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，加速酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)裝填有氧化鋯填料的氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、裝填有三氧化二鋁的催化反應(yīng)管，生產(chǎn)出精制烷烴C8-C24。
收率60％，40％的電石粉。
權(quán)利要求
1.一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造設(shè)備，其特征在于它是由罐體、雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱、交叉流態(tài)反應(yīng)管、催化反應(yīng)管、烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器、破沫網(wǎng)、差頻本振柱、差頻回流管、盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管、吸熱翼導(dǎo)板構(gòu)成，罐體為一臥式圓柱形殼體，四個(gè)圓柱體烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器分別安裝在罐體外頂部?jī)啥藘蓚?cè)，并與罐體連通，兩根交叉流態(tài)反應(yīng)管分別將同測(cè)兩端的烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器連通，雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱裝在罐體的頂部，底部與罐體連通，差頻回流管一端與罐體連通，一端與回流填料柱的上部連通，催化反應(yīng)管連接在兩根交叉流態(tài)反應(yīng)管之間，并與餾出管連通，破沫網(wǎng)平橫在烴類(lèi)氣體流態(tài)重整發(fā)生器與罐體的連接處下方，將罐內(nèi)分成氣相和液相兩部分，差頻本振柱垂直裝在破沫網(wǎng)下正中，兩根盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管作為罐殼體的一部分，安裝在罐殼體的底部?jī)蓚?cè)，吸熱翼導(dǎo)板安裝在罐子下殼體外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造設(shè)備，其特征在于盈熱應(yīng)力環(huán)形空間管的空芯內(nèi)涂有鈮鋯金屬涂層。
3.一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造工藝，其特征在于它是應(yīng)用權(quán)利要求1的設(shè)備，將經(jīng)過(guò)朊化、改性烷基化的生物肽重?zé)N解離酶雙氫轉(zhuǎn)因子改性纖維素20-80％與20-80％重?zé)N混合釀造，其設(shè)計(jì)舉力為4-6米，當(dāng)溫度達(dá)到84-284℃時(shí)汽化，在熱空間未能按舉力重組的C8-C24，或大于C8-C24的烴類(lèi)分子基團(tuán)，一部分被氣體流態(tài)重整發(fā)生器擋回，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，另一部分通過(guò)雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱，經(jīng)破沫網(wǎng)反饋回流，大部分沿差頻本振柱回歸液相，由由于溫差，造成的罐內(nèi)液相流體物料發(fā)生本振，促進(jìn)酶促反應(yīng)，在熱空間按舉力重組的C8-C24烴類(lèi)分子基團(tuán)，經(jīng)氣體流態(tài)重整發(fā)生器、交叉流態(tài)反應(yīng)管、催化反應(yīng)管，餾出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造工藝，其特征在于雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱填料為氧化鋯。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造工藝，其特征在于催化反應(yīng)管填料為三氧化二鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種重?zé)N制備輕質(zhì)烷烴的釀造工藝，其特征在于雙氫轉(zhuǎn)因子回流填料柱填料為鈮鉬合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用發(fā)酵草禾烴和重?zé)N混合釀造制備烷基烴C
文檔編號(hào)C12P5/02GK1635105SQ20041008394
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者姜國(guó)文 申請(qǐng)人:姜國(guó)文