[發明專利]一種生物質資源的綜合化利用工藝

有效

• 申請號: 201610857936.5
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106635108B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 雷廷宙;徐海燕;何曉峰;楊延濤;岳增合;石杰;陳高峰;王志偉;任素霞;楊樹華;李在峰
• 申請（專利權）人: 河南省科學院能源研究所有限公司
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10G1/02;C10J3/00;C10J3/72;C10J3/84;C10C1/04;C10C5/00;B01D53/047
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司41126
• 代理人: 李紅衛

技術領域

本發明屬于能源工程技術領域，具體涉及一種生物質資源的綜合化利用工藝專利申請。

背景技術

伴隨著化石能源的日漸枯竭及環境問題的日益嚴峻，可再生能源的綜合利用受到越來越廣泛的重視。生物質能是可再生能源中唯一可以直接生成氣液固燃料的能源，也是唯一能夠代替成品油、天然氣的可再生能源。因而，規模化開發生物質能源不僅可以緩解能源枯竭問題，同時具有良好的社會效益和經濟效益。

生物質間接液化技術（通過生物質合成氣進一步合成液體燃料）是生物質資源利用的重要途徑之一。該技術是將生物質資源轉變為液體燃料，從而取代一定柴油和煤等化石燃料的消耗，進而減少二氧化碳、二氧化硫等溫室氣體或有害氣體的排放。由生物質經由合成氣制混合醇是一種重要的生物質間接液化技術，有著廣泛的應用前途，目前國際上合成氣制混合醇的主流工藝主要有以下四種：由Snam公司與Tops?e公司聯合開發的MAS工藝、由Lurgi公司開發的Octamix工藝、由Dow化學公司和聯碳公司開發的Sygmol工藝和由法國石油科學研究院（IFP）開發的IFP工藝。國內中國科學院山西煤炭化學研究所、也進行了混合醇催化劑開發和反應工藝研究，另外中國科學院大連化學物理研究所、廈門大學、中國科技大學、北京大學、清華大學等科研單位也在合成氣制混合醇方面開展了大量研究工作。但這些工藝大都是基于煤基合成氣制備混合醇工藝，基于生物質基合成氣制混合醇工藝研究相對較少，且現有的生物質間接液化工藝普遍存在能耗大、原料利用率不高的缺陷，因而極有必要對此技術進一步進行改進，同時能夠對生物質資源的轉化以盡可能的綜合開發利用。

發明內容

本發明目的是提供一種生物質資源的綜合化利用工藝，在將生物質資源轉化為燃料的同時能夠綜合化利用轉化過程中的副產物，從而實現生物質資源的全面和充分利用，進而達到節約資源、保護環境的目的。

本發明所采取的技術方案詳述如下。

一種生物質資源的綜合化利用工藝，包括如下步驟：

（1）生物質資源原料經固定床氣化爐氣化或流化床氣化，制備粗合成氣；其中氣化過程中產生的高溫煙氣可用于對生物質資源原料進行干燥，以便于進一步的合成氣的生成，而合成氣生成后的灰渣（即，氣化后生物質灰渣）可作為生產磷鉀復合肥生產原料；

（2）對步驟（1）中所制備的生物質粗合成氣進行除塵；

（3）對步驟（2）中經除塵后的液體物料用板式分餾塔分離出木醋液和焦油；其中焦油經蒸餾分離精制用于生產生物汽油、生物柴油等，木醋液經分離后送入儲罐用于制造飼料、肥料等；

（4）對步驟（2）中凈化后的合成氣進行合成氣重整、合成氣變換（用于調節H₂/CO比例）、脫碳吸收后，在催化劑催化作用下于醇合成塔內合成制備成粗多元醇；

對所制備的粗多元醇，可進一步采用共沸精餾法或萃取精餾法進行分離精制；

上述制備過程中，所述合成氣重整，采用負載型鎳基催化劑，合成氣重整時，反應溫度設計為700~900℃，空速設計為3000~10000 h^-1；

所述合成氣變換，采用低溫變換工藝，其技術原理為：將重整后的生物質合成氣與水蒸汽，經CeO₂/ZrO₂負載的Cu基催化劑作用后轉化為氫氣和二氧化碳，從而使原料氣中H₂/CO比達到合成制備多元醇的最佳范圍（1~2.5，即，以摩爾比計，H₂：CO=1~2.5：1）；合成氣變換反應設計反應溫度為150~400℃，汽氣比為0.5~2（即，以摩爾比計，水蒸汽：合成氣=0.5~2:1），空速為1000~5000h^-1；

所述脫碳吸收，其目的將合成氣變換后所產生的CO₂分離出來，具體可采用低溫甲醇洗工藝、變壓吸附工藝或膜分離工藝；

醇合成塔內合成氣制備成多元醇時，具體可采用固定床三級串聯工藝，反應時：

催化劑可選擇CoCuK/ZrO₂-Al₂O₃；

以摩爾比計，H₂：CO=1~2.5：1；

反應溫度設計為200~500℃，反應壓力設計為2~7Mpa，空速為1000~8000h^-1；