[發明專利]一種秸稈液化分離綜合利用的方法

有效

• 申請號: 201210576379.1
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103102253A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 宋衛華;王升
• 申請（專利權）人: 宋衛華
• 主分類號: C07C43/23
• 分類號: C07C43/23;C07C41/00;C07C39/04;C07C37/00;C10G1/00;C09K17/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 楊宣仙

技術領域

本發明屬于新能源技術領域，具體涉及一種可以將秸稈采用液化分離后綜合利用的方法。?

背景技術

我國農作物秸稈主要包括糧食作物(水稻、小麥、大麥、玉米、大豆、蠶豌豆、薯類)秸稈、油料作物(花生、油菜籽、芝麻)秸稈、棉稈、煙秸稈、麻類秸稈和糖料作物(主要為甘蔗)秸稈等。其資源十分豐富，但實對于這些秸稈資源的利用率很低，據資料統計，目前我國用于還田部分的秸稈約占總產量的11％，工業原料部分約占3％，飼料部分約占18％，能源化利用不到10％，再加上其它方面的利用，我國的秸稈資源的利用率不足45％，對于不能回收利用的秸稈，很多被直接焚燒，會產生大量的有害氣體，嚴重的污染空氣。?

農作物秸稈主要成分為纖維素、半纖維素和木質素，雖然其成分比石油等化石資源復雜的多，但是其含有大量羥基的碳氫化合物通過液化的方法將其轉變為可被利用的化工原料，用來合成各種高分子資料，可以作為生物質液體燃料和生物基化學品的重要原料。?

生物質液化制備生物油的工藝大概有三類：間接液化、高溫熱解液化、低溫直接液化等。間接液化工藝首先將生物質氣化成小分子含碳化合物，如CO、CH₄等，然后再以這些小分子含碳化合物為原料，催化轉化為低分子液體燃料或化學品，該工藝復雜，成本較高。高溫熱解液化，是在缺氧的?條件下，將生物質高溫下(一般為500-900℃)，直接液化得到生物油，該工藝能耗較高，生物油中通常含有一定水分，需要進一步精制獲得生物油或生物基化學品。低溫直接液化工藝是將生物質在溶劑介質中直接液化為生物油，該工藝相對成本較低，而且根據不同介質、催化劑等條件的變化，可以獲得不同成分的生物油，適合制備不同生物基化學品，是比較常用的一種方法。中國發明專利CN101407727A將生物質在固體酸的作用下，在C1-C3一元醇的水溶液介質中，升溫加壓至200-280℃，壓力位2-7MPa，保持0.5-10小時，冷卻至常溫后過濾，再將C1-C3的鹵代烴分別對所得的濾液和濾渣進行萃取和抽提，合并萃取和抽提液，除去鹵代烴和醇后得到生物油。但該工藝采用一元醇有機溶劑作為介質，成本相對較高，且容易造成污染，產物的熱值和成分不明確。?

目前也公開了很多采用生物質制備生物油的方法，如中國發明專利(申請號：200910054288.X、200910195815.9、201010291801.X)分別以藻類、水葫蘆、沙生灌木為原料，在水介質中，在溫度200-450℃，0-6MPa惰性氣體條件下，液化5-120分鐘，液化產物經有機溶劑萃取，得到生物油。專利CN201110154276.1提到以藻類生物質為原料，在低級烷基醇介質中，在溫度150-350℃條件下，液化得到脂肪酸烷基酯。以上公開的技術方案均是都是以水生物或是灌木為原料，并且只是公開了采用以上方法制備生物油或是脂肪酸烷基酯等單種物質，并未將生物質完全利用。?

發明內容

本發明目的是提供一種秸稈液化分離綜合利用方法，以秸稈為原料，以綠色溶劑水作為反應介質，在相對溫和的條件下，將秸稈液化為生物油、?生物基化學品和固體殘渣，該生物油熱值較高，可以作為低級燃料直接使用；生物基化學品富含多種高附加值化合物，可以作為進一步提煉生物基化學品的原料；固體殘渣可以作為土壤改良劑，使秸稈更有效地得到綜合利用，解決秸稈環境污染問題。?

所述一種秸稈液化分離綜合利用的方法，其特征在于具體步驟如下：?

(1)將粉碎后的秸稈加水混合攪拌制漿，得到固液比為1∶50～1∶2的秸稈漿液；?

(2)將步驟(1)中的秸稈漿液在高壓釜中進行液化反應，其中反應溫度為140～350℃，反應壓力為0.1～20MPa，保持1～200min后，迅速冷卻，保留反應混合物；?

(3)將步驟(2)中保留的反應混合物通過固液分離器進行固液分離，得到混合物的固相物和水相物；?

(4)采用有機溶劑1對步驟(3)中分離后的混合物固相物進行萃取，分離得到有機相物和固體殘渣，通過減壓蒸餾除去有機相中的有機溶劑1即得到生物油，剩余的固體殘渣作為土壤改良劑；其中有機溶劑1的用量為固相物質量的1～5倍；?

(5)采用有機溶劑2對步驟(3)中分離后的水相物進行萃取，分離得到有機相物和剩余水相物，通過減壓蒸餾除去有機相物中的有機溶劑2即得到生物基化學品，剩余水相物作為回用水，用于制漿；其中有機溶劑2的用量為水相物質量的1～5倍；?