[發明專利]一種生物原油的精制方法

有效

• 申請號: 201310319644.2
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103409163A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 蔡憶昔;樊永勝;李小華;趙衛東;俞寧;尹海云
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C10G55/06
• 分類號: C10G55/06
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于新能源研究領域，更具體地，涉及一種生物原油的精制方法。

技術背景

隨著世界經濟的持續發展，大量化石能源被不斷消耗，導致了能源的日益枯竭以及環境污染的日趨嚴重。生物質能是綠色植物通過光合作用貯存起來的能量，具有儲量大、可再生、含硫量低、CO₂零排放等優點，可作為化石能源的替代能源。

生物質熱解獲得生物油的技術自上世紀80年代提出以來，得到迅速發展。(易維明，柏雪源，何芳等，“生物質裂解液化技術的研究開發”，農業工程學報，2003,28(Suppl.):172-176)。

然而，由于生物原油具有熱穩定性差、氧含量高等特點，導致其存儲和應用范圍受到限制。(鄭小明，樓輝，“生物質熱解油品位催化提升的思考和初步進展”，催化學報，2009,30(8):765-769)。因此，生物原油的精制成為一個亟待解決的研究課題。

郭曉亞等提出一種生物原油離線催化裂解精制的方法(郭曉雅，顏涌捷，李庭琛等，生物質裂解油催化裂解精制，過程工程學報，2003，3(1):91-95)。該方法的主要缺點為：采用的溶劑(四氫萘和甲醇)溶解效果較差，易參與催化裂解反應，并且從產物中分離較為困難；Williams等提出的一種在線催化裂解生物原油的精制方法(Paul?T.?Williams?and?Patrick?A.Horne.?Characterisation?of?oils?from?the?fluidised?bed?pyrolysis?of?biomass?with?zeolite?catalyst?upgrading.?Biomass?and?Bioenergy.1994(7):223-236)。該方法的主要缺點為：生物質熱解蒸汽中含有大量的水蒸氣，在高溫下會使催化劑發生水熱失活，縮短催化劑的使用壽命，且產物氧含量較高。

因此，克服現有生物原油精制方法中存在的缺陷和不足，就成為本發明需要解決的關鍵問題。

發明內容

為了克服現有生物油精制技術中存在的缺陷，本發明提出一種新的生物原油精制的方法。

本發明所述的生物原油的精制方法，包括如下步驟。

A將生物原油置于萃取反應器1中，向萃取反應器1中加入二氯甲烷萃取劑，所述生物原油與所述二氯甲烷萃取劑的體積比為1:3~1:5；攪拌并靜置5~15分鐘后，得二氯甲烷萃取相。

B利用微量計量泵4將步驟A所述的二氯甲烷萃取相噴射霧化，在惰性氣體的載帶下進入催化裂解反應器5，以HZSM-5沸石分子篩為催化劑，在300~600℃條件下進行催化裂解、冷卻得到精制產物。

C將步驟B所述的精制產物移入40℃水浴中蒸發除去殘留二氯甲烷萃取劑，至最終產物質量恒定時即可得到精制生物油。

上述方案中，所述步驟A中的生物原油是利用油菜秸稈在熱解終溫495.5℃、體系壓力5.0kPa、升溫速率19.4℃/min、保溫時間50.0min條件下真空熱解得到的生物原油。

上述方案中，所述步驟B中的二氯甲烷萃取相的流量控制為200~500ml/h。

上述方案中，所述HZSM-5沸石分子篩的粒徑為1~5mm。

上述方案中，所述二氯甲烷萃取相的進料速度與所述HZSM-5沸石分子篩催化劑質量的比值控制在1h^-1~8h^-1。

上述方案中，所述惰性氣體的流速控制在30~50ml/min。

上述方案中，所述步驟B中的惰性氣體為氮氣、氬氣和氦氣中的任一種。

本發明具有的主要優點為：1、二氯甲烷的萃取效果較好(萃取的有機物的質量占生物原油的60%~70%)，萃取相幾乎不含水，避免了催化劑的水熱失活，使催化劑的使用周期得以延長(較現有生物油精制中催化裂解催化劑的使用周期延長10%~15%)；2、避免了溶劑(如現有生物油精制中使用的四氫萘、甲醇等)參與催化裂解反應，以及溶劑難以從精制油中分離的問題；3、提高了精制油的品質(較現有催化裂解精制油的氧元素含量降低5%~10%)。

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附圖說明

圖1為本發明所述的生物原油精制方法的設備及流程圖。

圖中，1-萃取反應器；2-第一分離泵；3-儲液罐；4-微量計量泵；5-催化裂解反應器；6-產品冷卻收集器；7-電子溫控冷阱；8-第二分離泵；9-精制油收集器；10-溫控水浴；11-集氣袋；12-惰性氣體儲氣瓶。

具體實施方式