[發(fā)明專(zhuān)利]一種木醋液在制備燃料油中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010500523.4
• 申請(qǐng)日: 2010-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101962562A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭文才;吳幼青;吳詩(shī)勇;高晉生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10G1/00
• 分類(lèi)號(hào): C10G1/00
• 代理公司: 上海順華專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 31203
• 代理人: 談順?lè)?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種木醋液的新用途，具體涉及以木醋液為溶劑在制備燃料油中應(yīng)用，屬于能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木醋液是木材、稻草等生物質(zhì)原料干餾設(shè)備中熱解出的蒸汽氣體混合物經(jīng)冷凝分離后得到的具有刺激性氣味的棕黑色液體，含有多種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物，但由于這些化合物大都含量很低，精制回收難度較高導(dǎo)致無(wú)經(jīng)濟(jì)效益。如直接作為廢水排放的話(huà)，木醋液中所含的有害物質(zhì)(如酚類(lèi)、氰化物、重金屬等)會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，且是造成資源浪費(fèi)。因此研究木醋液有效利用技術(shù)具有重要的意義。

目前已有一些關(guān)于木醋液利用的專(zhuān)利技術(shù)，如大連民族學(xué)院利用木醋液制備環(huán)保型融雪劑(ZL200510054964.5)；浙江林學(xué)院利用木醋液生產(chǎn)液體肥料用于土壤改質(zhì)(ZL200510061139.8)；西北農(nóng)林科技大學(xué)從木醋液中提取抗菌物質(zhì)和抗氧化物質(zhì)用于食品及醫(yī)藥的防腐(ZL200910218609.5)等。但關(guān)于木醋液在工業(yè)方面的應(yīng)用尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種木醋液在制備燃料油方面的應(yīng)用，是一種利用木醋液為溶劑的生物質(zhì)液化工業(yè)應(yīng)用技術(shù)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種木醋液在制備燃料油中的應(yīng)用，其特征在于，所述的應(yīng)用方式如下：將生物質(zhì)原料粉碎至粒徑小于80目后，與溶劑木醋液按照生物質(zhì)原料∶木醋液＝1∶2-1∶8的質(zhì)量比充分混合成成分均勻的漿液；在還原性氣氛下于漿態(tài)床反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，液化反應(yīng)溫度控制在300-450℃，反應(yīng)壓力5-30MPa，反應(yīng)時(shí)間為5-40min；反應(yīng)結(jié)束后，得到氣相、液相和固相產(chǎn)物，對(duì)液相產(chǎn)品進(jìn)行分離，得到燃料油。

其中，木醋液為金屬離子含量大于0.3wt％的木醋液，生物質(zhì)原料為各種木材、農(nóng)作物秸稈；

所述的金屬離子為鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鉻、鎳中的一種或幾種；

所述的還原性氣氛為氫氣或一氧化碳或合成氣。

本發(fā)明中來(lái)源于不同碳化原料(如木材、竹類(lèi)、草本植物等)的木醋液無(wú)需經(jīng)過(guò)特殊預(yù)處理，同時(shí)還可副產(chǎn)固態(tài)殘?jiān)⑺蜌怏w等。在反應(yīng)結(jié)束后，氣體進(jìn)行收集，分離出氫氣、一氧化碳等還原氣循環(huán)使用，二氧化碳、甲烷及低分子烴類(lèi)等可妥善處置；固相可利用抽提等方式收集殘余油品，剩余灰分可作為催化劑、肥料或建筑材料等加以利用；液相分為有機(jī)相和水相，水相中油品可利用萃取、精餾等方式分離，剩余水可循環(huán)使用。

本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)是基于以下原因：木醋液是含有多種有機(jī)化合物和金屬離子的水溶液。其中有機(jī)物主要是由甲醇、甲醛、丙酮、醋酸、糠醛、苯酚等醇、酸、酚和酮醛等組成。不同原料和生產(chǎn)工藝中所得各種有機(jī)物含量有所不同，但一般醋酸和甲醇的含量均較高，前者可在6-10％之間，后者可達(dá)到3-5％。醋酸等酸類(lèi)有機(jī)物可促進(jìn)生物質(zhì)的水解，而甲醇可起到幫助有機(jī)物在水溶液中溶解的作用，從而提高生物質(zhì)水熱轉(zhuǎn)化的效率。此外木醋液中含有的其它有機(jī)化合物可參與反應(yīng)，從而提高液化產(chǎn)品的產(chǎn)率。木醋液中的金屬離子主要有鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鉻、鎳等，其中尤其以鉀和鐵為主(通常含量可在0.3％以上)。這些元素在生物質(zhì)水熱液化過(guò)程中可起到良好的催化作用，使得還原性氣氛與生物質(zhì)能夠更好得進(jìn)行反應(yīng)。因此，利用木醋液為溶劑進(jìn)行生物質(zhì)水熱液化一般不需要另外添加催化劑。

有益效果

本發(fā)明將木醋液應(yīng)用于燃料油的制備，其生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率可達(dá)到95-100％，燃料油產(chǎn)率可達(dá)到50-70％，所得產(chǎn)品熱值可接近標(biāo)準(zhǔn)油(＞38MJ/kg)。該方法利用廢液作為溶劑，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且變廢為寶，為木醋液的有效利用提供了良好的解決方案，具有工業(yè)應(yīng)用潛力。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，其目的是利于更好理解本發(fā)明內(nèi)容而并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一：將30.0g鋸末屑，100.0mL含0.4wt％鉀離子及0.2wt％鐵離子的木醋液加入容積為500ml的高壓攪拌反應(yīng)釜中，密封后用一氧化碳置換掉反應(yīng)器內(nèi)的空氣，并維持一氧化碳初壓為5.0MPa，升溫至380℃(此時(shí)系統(tǒng)壓力升至約28.5MPa)，在該狀態(tài)下保持30min，通過(guò)釜內(nèi)冷卻盤(pán)管將物料降至室溫。產(chǎn)物經(jīng)分離得到燃料油，有機(jī)質(zhì)總轉(zhuǎn)化率為98.5％，燃料油產(chǎn)率為64.3％，熱值為41.2MJ/kg。

實(shí)施例二：將20.0g玉米稈粉末，100.0mL含0.3wt％鉀離子及0.3wt％鐵離子的木醋液加入容積為500ml的高壓攪拌反應(yīng)釜中，密封后用氫氣置換掉反應(yīng)器內(nèi)的空氣，并維持初壓為6.0MPa，升溫至380℃(此時(shí)系統(tǒng)壓力升至約27.3MPa)，在該狀態(tài)下保持35min，通過(guò)釜內(nèi)冷卻盤(pán)管將物料降至室溫。產(chǎn)物經(jīng)分離得到燃料油，有機(jī)質(zhì)總轉(zhuǎn)化率為97.1％，燃料油產(chǎn)率為57.4％，熱值為38.6MJ/kg。