[發明專利]一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法

無效

• 申請號: 200910054288.X
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN101591573A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 張士成;周東;張良;付洪波;陳建民
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C10L1/00
• 分類號: C10L1/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸 飛;張 磊

技術領域

本發明屬于新能源技術領域，具體涉及一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法。

背景技術

隨著社會經濟的迅速發展，對能源的需求越來越緊迫，然而，傳統化石燃料如石油等正在日趨耗竭，同時，化石燃料的大量使用也引起了許多環境問題，如大氣污染、酸雨、全球變暖、局部生態平衡破壞等等，因此，尋求環境友好的可再生能源是目前世界各國在發展中面臨的重大課題。

生物質燃料作為一種清潔可再生能源，近年來受到了越來越多的重視。生物質高溫(＞500℃)熱解可快速轉化獲得液體燃料生物油，目前研究最多的主要是秸稈、木材類等木質纖維原料，這類原料的生長需要占用大量土地，而且其熱解成油要求有很高的溫度。藻類是一類水生植物，具有生長繁殖速度快，環境適應能力強，不占用土地等突出優點，而且含有豐富的蛋白質、脂類、多糖等，不含木質素，在較低溫度下易熱解，且可得到較木質纖維原料更為優質的生物油。

公開號為CN1446883A的發明專利申請中提出了一種快速熱解微藻來制備生物質燃油的方法，專利號為01136699的發明專利也以藻類為原料進行熱解來制備油氣燃料，公開號為CN101033405A的發明專利申請用快速熱解大型海藻來制備液體燃料和氣體燃料等，這些專利申請所用的轉化方法都是高溫熱解，藻類在收集后還要進行干燥、粉碎等，需消耗大量能量，而直接水熱液化的方法則無需干燥且液化所需溫度較低等。

發明內容

本發明提出了一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法，其主要步驟如下：

(1)收集藻類，直接(或預處理后)倒入高壓反應釜內，并加水混合使形成固液比為1∶100～50∶100的藻液；

(2)向反應釜內充入0～6MPa的N₂，攪拌并升溫至200～450℃并保持5～120min，迅速冷卻至室溫，收集反應混合物；

(3)用二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等有機溶劑對混合物進行萃取和抽提，分離并過濾有機相，除去有機溶劑即得到生物油，有機溶劑可以回收、循環使用。

其中，對于微藻，通過離心濃縮收集后直接液化處理；對于大型藻類，收集后先進行預處理，主要是洗滌去除泥沙等雜質，剪切破碎等，再加入一定量的水調成漿液。

藻類等含有較高的水分(80～90％)，采用熱解的轉化方法生產生物油，通常需要先將藻液制成干燥的藻粉，這就需要消耗大量的能量。水熱液化法則無需干燥，通過直接液化或破碎調漿后加熱液化，能量消耗相對較低，且有機溶劑可回收、循環使用等。藻類生長繁殖速度快，不占用土地，可利用池塘、沿海海域等大量人工養殖收獲進行利用。此外，由于我國大多數湖泊水體已富營養化，而由此引起的“水華”即藻類爆發如太湖藍藻的數次爆發等會產生大量的藻類污染廢棄物，若采用水熱液化法處理，既可快速去除藻類污染物，又可實現資源化利用。

具體實施方式

下面通過實施例進一步描述本發明，但不是對本發明的限定。

實施例1

以大型藻類為原料，將大型海藻滸苔洗滌除雜，瀝水風干后剪切磨碎，取20g滸苔粉倒入250ml高壓反應釜內并加入150ml蒸餾水，攪拌調成漿液，向反應釜充入3MPa?N₂，邊攪拌邊升溫至300℃，保持30min，通自來水使冷卻至室溫，倒出反應混合物，并用CH₂Cl₂清洗釜腔；以釜腔清洗液和150mlCH₂Cl₂對混合物進行萃取和抽提，分離萃取抽提液，用布氏漏斗過濾CH₂Cl₂相，再減壓蒸餾回收CH₂Cl₂即得生物油。

實施例2

將大型海藻滸苔洗滌除雜，瀝水風干后剪切磨碎，取20g滸苔粉倒入250ml高壓反應釜內并加入120ml蒸餾水，攪拌調成漿液，邊攪拌邊升溫至200℃，保持120min，通自來水使冷卻至室溫，倒出反應混合物，并用CH₂Cl₂清洗釜腔；以釜腔清洗液和120mlCH₂Cl₂對混合物進行萃取和抽提，分離萃取抽提液，用布氏漏斗過濾CH₂Cl₂相，再減壓蒸餾回收CH₂Cl₂即得生物油。

同樣的方法可運用于石莼、馬尾藻、海帶、紫菜等其他常見大型海藻的水熱液化。

實施例3