[發(fā)明專利]一種超臨界流體催化液化植物原料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310374307.3
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103555353A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 黃彪;鄭懷玉;呂建華;陳學榕;李濤;唐麗榮;陳燕丹;盧澤湘;廖益強;盧麒麟;吳耿烽
• 申請（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

技術(shù)領域????

本發(fā)明屬于綠色化工領域，具體涉及一種超臨界流體催化液化植物原料獲得高品質(zhì)生物質(zhì)油的方法。

背景技術(shù)

隨著對傳統(tǒng)化石資源過度依賴使用引起能源安全和環(huán)境污染問題日益突出，利用可再生生物質(zhì)替代傳統(tǒng)化石資源受到人們越來越多的關(guān)注。每年我國農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生數(shù)量巨大的植物原料廢棄物，人們通常采用傳統(tǒng)的直接燃燒法處理，這種方法不僅資源利用率低，且易造成環(huán)境污染。因此，通過熱化學轉(zhuǎn)化方法實現(xiàn)植物原料的高效液化，獲取燃料或化學品具有應用前景。超臨界流體是指溫度和壓力均接近或高于其臨界溫度和臨界壓力的流體，具有高擴散性和高溶解性，將其作為溶劑可以實現(xiàn)植物原料的液化。但是，在無催化劑存在條件下植物原料液化率通常較低。研究結(jié)果表明硫酸、鹽酸等傳統(tǒng)強酸催化劑可以促進植物原料在超臨界流體中的液化，但是它們具有強氧化性、強腐蝕性等缺點，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。固體雜多酸作為一種高效、環(huán)境友好的催化劑，可以替代硫酸、鹽酸等傳統(tǒng)液體強酸，符合綠色化工發(fā)展趨勢，可以實現(xiàn)植物原料的高效液化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超臨界流體催化液化植物原料的方法，以醇為溶劑，固體雜多酸為催化劑，在超臨界條件下實現(xiàn)生物質(zhì)的液化，所得液化油產(chǎn)物中酯類物質(zhì)含量高，作為清潔能源可直接用作汽油添加劑、生物質(zhì)液體燃料等。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種超臨界流體催化液化植物原料的方法包括以下步驟：?

（1）將植物原料粉碎并過40~60目篩、烘干；

（2）在高壓反應釜中加入植物原料和醇溶劑，以固體雜多酸為催化劑，在超臨界狀態(tài)下反應10-50min后，將液化產(chǎn)物用無水乙醇洗出，經(jīng)過抽濾、旋蒸獲得生物質(zhì)油。

所述的醇溶劑為甲醇、乙醇或異丙醇。

所述的固體雜多酸為磷鎢酸、磷鉬酸或磷酸鋯。

所述的植物原料包括木材、秸稈類、麻類。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于：

（1）可以大大地提高植物原料的液化率。

（2）以固體雜多酸為催化劑，替代傳統(tǒng)的液體強酸催化劑如H₂SO₄、HCl、HNO₃等，具有環(huán)境污染小，不腐蝕設備、易分離等優(yōu)點。

（3）獲得的生物質(zhì)油中酯類物質(zhì)含量高，特別是乙酰丙酸酯含量高達20.82%，可直接用作汽油添加劑、生物液體燃油，具有無毒、高潤滑性、高熱值等優(yōu)點，是一種清潔能源。

附圖說明

圖1是杉木屑(a)和實施例4的液化殘渣(b)的紅外光譜圖。

具體實施方式

實施例1

一種超臨界流體催化液化植物原料的方法的具體步驟為：

（1）稱取150?g無水乙醇、1?g杉木屑加入高壓反應釜中，加入0.5?g磷鎢酸催化劑。

（2）將反應釜加熱至260?℃，反應時間30?min，液化率為95.35%。

實施例2

一種超臨界流體催化液化植物原料的方法的具體步驟為：

（1）稱取120?g甲醇、1?g玉米秸稈加入高壓反應釜中，加入0.5?g磷鉬酸催化劑。

（2）將反應釜加熱至280?℃，反應時間10?min，液化率為90.34%。

實施例3

一種超臨界流體催化液化植物原料的方法的具體步驟為：

（1）稱取120?g異丙醇、1?g亞麻加入高壓反應釜中，加入0.4?g磷酸鋯催化劑。

（2）將反應釜加熱至250?℃，反應時間30?min，液化率為91.53%。

實施例4

?一種超臨界流體催化液化植物原料的方法的具體步驟為：

（1）稱取150?g無水乙醇、1?g杉木屑加入高壓反應釜中，加入0.4?g磷鎢酸催化劑。

（2）將反應釜加熱至260?℃，反應時間30?min，液化率為92.68%。

實施例5

一種超臨界流體催化液化植物原料的方法的具體步驟為：

（1）稱取120?g甲醇、1?g杉木屑加入高壓反應釜中，加入0.5?g磷鎢酸催化劑。

（2）將反應釜加熱至280?℃，反應時間30?min，液化率為93.41%。

實施例6

一種超臨界流體催化液化植物原料的方法的具體步驟為：