ДВУСТУПЕНЧАТЫЙ РЕАКТОР И СПОСОБ КОНВЕРСИИ ТВЕРДОЙ БИОМАССЫ

1. Двухступенчатый реактор для конверсии твердых частиц материала биомассы, включающий:
(i) реактор первой ступени, работающий при температуре T1, в котором по меньшей мере часть указанных твердых частиц материала биомассы подвергается реакции пиролиза, что приводит к получению первичных продуктов реакции; и
(ii) реактор второй ступени, работающий при температуре T2, более высокой, чем T1, в котором по меньшей мере часть указанных первичных продуктов реакции подвергается реакции каталитической конверсии с образованием вторичных продуктов реакции, причем указанный реактор второй ступени соединен с реактором первой ступени по текучей среде.
2. Двухступенчатый реактор по п. 1, отличающийся тем, что часть указанных твердых частиц материала биомассы проходит из указанного реактора первой ступени в указанный реактор второй ступени и подвергается реакции пиролиза в указанном реакторе второй ступени с образованием продуктов, которые становятся частью указанных первичных продуктов реакции.
3. Двухступенчатый реактор по п. 1, отличающийся тем, что каждый из указанного реактора первой ступени и указанного реактора второй ступени имеет внутренний диаметр, где внутренний диаметр реактора второй ступени меньше, чем внутренний диаметр указанного реактора первой ступени.
4. Двухступенчатый реактор по п. 1, дополнительно включающий: сепаратор для удаления твердых частиц из указанных вторичных продуктов реакции, где указанные твердые частицы содержат частицы деактивированного катализатора; отгонное устройство для удаления летучих веществ из указанных частиц деактивированного катализатора с получением частиц катализатора без летучих веществ; и регенератор для регенерации по меньшей мере части указанных частиц катализатора без летучих веществ, что приводит к образованию регенерированных частиц катализатора.
5. Двухступенчатый реактор по п. 1, дополнительно включающий систему транспорта твердых частиц, предназначенную для рециркуляции частиц катализатора обратно в указанный реактор первой ступени, или указанный реактор второй ступени, или как в указанный реактор первой ступени, так и в указанный реактор второй ступени указанного двухступенчатого реактора.
6. Двухступенчатый реактор по п. 4, дополнительно включающий систему передачи твердых частиц для рециркуляции по меньшей мере части указанных частиц регенерированного катализатора обратно в указанный двухступенчатый реактор.
7. Двухступенчатый реактор по п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных частиц регенерированного катализатора возвращают обратно в указанный реактор второй ступени указанного двухступенчатого реактора.
8. Двухступенчатый реактор по п. 7, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных частиц регенерированного катализатора возвращают обратно в указанный реактор первой ступени указанного двухступенчатого реактора.
9. Двухступенчатый реактор по п. 6, отличающийся тем, что указанная система передачи твердых частиц включает трубопровод для введения частиц регенерированного катализатора в указанный реактор второй ступени.
10. Двухступенчатый реактор по п. 1, отличающийся тем, что T1 находится в диапазоне от приблизительно 400 до приблизительно 550°C, а T2 находится в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 650°C.
11. Двухступенчатый реактор по п. 1, отличающийся тем, что среднее время пребывания комбинации указанных твердых частиц материала биомассы и указанных первичных продуктов реакции в указанном реакторе первой ступени находится в диапазоне от приблизительно 3 секунд до приблизительно 120 с.
-1
12. Двухступенчатый реактор по п. 1, отличающийся тем, что общая WHSV указанных первичных продуктов реакции в указанном реакторе второй ступени находится в диапазоне от приблизительно 2,5 до приблизительно 80 ч.
13. Двухступенчатый реактор по п. 1, в котором жидкая бионефть конденсируется и отделяется от указанных вторичных продуктов реакции и при этом выход (в мас. %) указанной жидкой бионефти выше, чем выход (в мас. %) бионефти, которая получается из указанного двухступенчатого реактора, при условии, что реактор работает так, что температура T2 равна температуре T1 или меньше нее.
14. Двухстадийный способ превращения твердых частиц материала биомассы, включающий:
(i) первую стадию, включающую стадию, на которой по меньшей мере часть указанных твердых частиц материала биомассы подвергают реакции пиролиза в первой зоне, работающей при температуре T1, для получения первичных продуктов реакции; и
(ii) вторую стадию, включающую стадию, на которой по меньшей мере часть указанных первичных продуктов реакции подвергают реакции каталитической конверсии во второй зоне, работающей при температуре T2, более высокой, чем T1, в присутствии катализатора, с получением вторичных продуктов реакции, причем первая и вторая зоны связаны по текучей среде.
15. Двухстадийный способ по п. 14, отличающийся тем, что часть указанных твердых частиц материала биомассы проходит от указанной первой стадии на указанную вторую стадию и подвергается реакции пиролиза на указанной второй стадии с образованием продуктов, которые становятся частью указанных первичных продуктов реакции.
16. Двухстадийный способ по п. 14, отличающийся тем, что указанные первая и вторая зоны имеют такие внутренние диаметры, что внутренний диаметр указанной второй зоны меньше, чем внутренний диаметр указанной первой зоны.
17. Двухстадийный способ по п. 14, дополнительно включающий удаление твердых частиц из указанных вторичных продуктов реакции, причем указанные твердые частицы содержат частицы деактивированного катализатора.
18. Двухстадийный способ по п. 17, дополнительно включающий удаление летучих веществ из указанных частиц деактивированного катализатора, что приводит к образованию частиц катализатора без летучих веществ.
19. Двухстадийный способ по п. 18, дополнительно включающий регенерацию по меньшей мере части указанных частиц катализатора без летучих веществ, что приводит к образованию регенерированных частиц катализатора.
20. Двухстадийный способ по п. 14, дополнительно включающий рециркуляцию частиц катализатора обратно в указанную первую зону, или указанную вторую зону, или как в указанную первую зону, так и в указанную вторую зону.
21. Двухстадийный способ по п. 19, дополнительно включающий рециркуляцию по меньшей мере части указанных частиц регенерированного катализатора обратно в указанную первую зону, или указанную вторую зону, или как в указанную первую зону, так и в указанную вторую зону.
22. Двухстадийный способ по п. 21, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных частиц регенерированного катализатора возвращают обратно в указанную вторую зону.
23. Двухстадийный способ по п. 22, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных частиц регенерированного катализатора возвращают обратно в указанную первую зону.
24. Двухстадийный способ по п. 14, отличающийся тем, что T1 находится в диапазоне от приблизительно 400 до приблизительно 550°C, а T2 находится в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 650°C.
25. Двухстадийный способ по п. 14, отличающийся тем, что среднее время пребывания комбинации указанных твердых частиц материала биомассы и указанных первичных продуктов реакции в указанной первой зоне находится в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 120 с.
-1
26. Двухстадийный способ по п. 14, отличающийся тем, что общая WHSV указанных первичных продуктов реакции в указанной второй зоне находится в диапазоне от приблизительно 2,5 до приблизительно 80 ч.
27. Двухстадийный способ по п. 14, в котором жидкая бионефть конденсируется и отделяется от указанных вторичных продуктов реакции и при этом выход (в мас. %) указанной жидкой бионефти выше, чем выход (в мас. %) бионефти, которая получается по указанному двухстадийному способу, когда температура T2 равна температуре T1 или меньше нее.
28. Способ превращения твердых частиц материала биомассы, включающий:
(i) загрузку указанных твердых частиц материала биомассы в реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем;
(ii) пиролиз по меньшей мере части указанных твердых частиц материала биомассы с образованием первичных продуктов реакции в нижней зоне указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, работающей при температуре T1; и
(iii) каталитическое превращение по меньшей мере части указанных первичных продуктов реакции во вторичные продукты реакции в присутствии катализатора в верхней зоне указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, работающей при температуре T2, более высокой, чем T1.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что часть указанных твердых частиц материала биомассы проходит от указанной нижней зоны к указанной верхней зоне и подвергается реакции пиролиза в указанной верхней зоне с образованием продуктов, которые становятся частью указанных первичных продуктов реакции.
30. Способ по п. 28, отличающийся тем, что нижняя и верхняя зоны имеют такие внутренние диаметры, что внутренний диаметр указанной верхней зоны меньше, чем внутренний диаметр указанной нижней зоны.
31. Способ по п. 28, дополнительно включающий: удаление твердых частиц из указанных вторичных продуктов реакции, причем твердые частицы включают частицы деактивированного катализатора; отгонку летучих веществ из указанных частиц деактивированного катализатора, что приводит к образованию частиц катализатора без летучих веществ; и регенерацию по меньшей мере части указанных частиц катализатора без летучих веществ из указанного отгонного аппарата с получением регенерированных частиц катализатора.
32. Способ по п. 28, дополнительно включающий рециркуляцию частиц катализатора обратно в указанную нижнюю зону, или указанную верхнюю зону, или как в указанную нижнюю зону, так и в указанную верхнюю зону указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем.
33. Способ по п. 31 дополнительно включающий рециркуляцию регенерированных частиц катализатора обратно в указанный реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.
34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных регенерированных частиц катализатора возвращают обратно в указанную верхнюю зону указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем.
35. Способ по п. 34, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных регенерированных частиц катализатора возвращают обратно в указанную нижнюю зону указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем.
36. Способ по п. 28, отличающийся тем, что T1 находится в диапазоне от приблизительно 400 до приблизительно 550°C, а T2 находится в диапазоне от приблизительно 500 до приблизительно 650°C.
37. Способ по п. 28, отличающийся тем, что среднее время пребывания комбинации указанных твердых частиц материала биомассы и указанных первичных продуктов реакции в указанной нижней зоне указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем находится в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 120 с.
-1
38. Способ по п. 28, отличающийся тем, что общая WHSV указанных первичных продуктов реакции в указанной верхней зоне указанного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем находится от приблизительно 2,5 до приблизительно 80 ч.
39. Способ по п. 28, в котором жидкая бионефть конденсируется и отделяется от указанных вторичных продуктов реакции, и при этом выход (в мас. %) указанной жидкой бионефти выше, чем выход (мас. %) бионефти, которая получается указанным способом, когда температура T2 равна температуре T1 или меньше нее.