[發(fā)明專利]生物質(zhì)醇解的方法和生物質(zhì)醇解油的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN103173237A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦特夫;鄒獻武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10G45/04
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)醇解的方法和一種生物質(zhì)醇解油的制備方法。

背景技術(shù)

隨著石油資源的日益枯竭和人們對環(huán)境保護的重視，從可再生的生物質(zhì)中獲取液體燃料受到越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的生物質(zhì)液化制備液體燃料的方法主要有水解發(fā)酵法、快速熱解法、高壓水熱法和溶劑溶解法。

其中，水解發(fā)酵法是通過利用纖維素酶將纖維素直接轉(zhuǎn)化為乙醇燃料，該方法纖維素酶成本高，乙醇分離提純困難。

高壓水熱法液化工藝由Shell公司首次研發(fā)，并正在商業(yè)化應(yīng)用過程中，該液化工藝條件為：反應(yīng)溫度300-350℃、壓力12-18MPa，反應(yīng)時間5-20min，典型的產(chǎn)物包括45wt%的粗油、25wt%的氣體（主要是CO₂）、20wt%的水，以及10wt%的不溶性有機物、醋酸和甲醇等等，該工藝適合于處理濕物料，易于大規(guī)模生產(chǎn)。

快速熱解技術(shù)以其低的操作和安全成本而受到人們的青睞，其技術(shù)的核心是要實現(xiàn)生物質(zhì)的快速熱解、熱解油氣的快速冷凝、熱解產(chǎn)物與固體半焦和熱載體的快速分離，生物質(zhì)快速熱解油產(chǎn)率可以達到干基進料的80wt%，但是油品呈棕黑色，含水量15-30wt%，含酸量10-17wt%。

其中，高壓水熱液化和快速熱解所得的生物油都是由酸、醛、醇、酯、酮、糖、苯酚、鄰甲基苯酚、丁香醇、呋喃、木質(zhì)素衍生取代酚、提取物衍生萜和水等組成的混合物，其組成復(fù)雜，多達數(shù)百種，因此造成生物油具有穩(wěn)定性差、腐蝕性強和化學(xué)組成復(fù)雜的特點，由此給生物油的廣泛應(yīng)用帶來極大阻礙。

溶劑溶解技術(shù)是指通過添加某些有機溶劑，有選擇性地促進生物質(zhì)中的纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的降解過程。目前，生物質(zhì)的液化溶劑主要有苯酚、醇類和碳酸酯類，其中碳酸酯類（如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯）在反應(yīng)過程中脫水，放出CO₂，最終變成多元醇。苯酚和多元醇作溶劑時，以酸作催化劑，可以在低溫常壓的溫和反應(yīng)條件下實現(xiàn)生物質(zhì)的良好液化，對反應(yīng)設(shè)備的要求低，但是生物質(zhì)液化產(chǎn)物與液化溶劑難以分離，所以該法更適合制備酚醛樹脂和聚氨酯材料。

由此可見，目前廣泛使用的各種方法都存在各種缺點和不足，因此，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)新的生物油的制備方法將是日后研究的主攻方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)一種生物質(zhì)液化率高的制備生物質(zhì)油的方法。

本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)醇解的方法，該方法包括，在生物質(zhì)液化催化劑存在下，在密閉條件下，將醇溶劑與生物質(zhì)接觸，其中，所述醇溶劑在常壓下的沸點不低于所述醇溶劑與生物質(zhì)接觸的溫度。

本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)醇解油的制備方法，該方法包括：

（1）將生物質(zhì)進行醇解；

（2）將醇解得到的液化產(chǎn)物進行分離得到輕組分和重組分；將所述輕組分進行水汽抽提以分離出所述醇溶劑，得到抽提后的產(chǎn)物；將所述抽提后的產(chǎn)物與所述重組分混合得到混合物；

（3）在加氫精制條件下，將所述混合物和供氫化合物與加氫精制催化劑接觸；

其中，步驟（1）中所述將生物質(zhì)進行醇解的方法為本發(fā)明所述的生物質(zhì)醇解的方法。

本發(fā)明的生物質(zhì)醇解的方法生物質(zhì)液化率高（最高達到83%），本發(fā)明的生物質(zhì)醇解油的制備方法中生物質(zhì)醇解油產(chǎn)率高（高達30%以上），并且制備得到的生物質(zhì)醇解油具有高熱值、低黏度、低酸值、水量痕跡、可與汽（柴）油完全混溶等優(yōu)點，并且制備得到的生物質(zhì)醇解油也可以直接作為燃料油使用。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)醇解的方法，該方法包括，在生物質(zhì)液化催化劑存在下，在密閉條件下，將醇溶劑與生物質(zhì)接觸，其中，所述醇溶劑在常壓下的沸點不低于所述醇溶劑與生物質(zhì)接觸的溫度。

按照本發(fā)明前述的方法均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，為了進一步提高本發(fā)明的生物質(zhì)液化率，針對本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述醇溶劑在常壓下的沸點與所述醇溶劑與生物質(zhì)接觸的溫度差0-170℃，優(yōu)選為10-75℃，更優(yōu)選為20-50℃。

按照前述技術(shù)方案，本發(fā)明所述醇溶劑的種類的可選范圍較寬，針對本發(fā)明，優(yōu)選所述醇溶劑為在常壓下的沸點為117.7-300℃的醇，優(yōu)選為沸點為176-195℃的醇。