[發(fā)明專利]一種生物油與供氫溶劑共催化裂化的工藝與方法

在審

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• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN109294620A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳冠益;劉彬;馬文超;季祥;張瑞雪;顏蓓蓓;程占軍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)（青島）海洋工程研究院有限公司
• 主分類號: C10G67/02
• 分類號: C10G67/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種生物油與供氫溶劑共催化裂化的工藝與方法，將減壓蒸餾生物油采用供氫溶劑調(diào)配至H/C_eff為0.9~2.0，然后將混合物在含有固體催化劑的固定床反應(yīng)器上常壓下進(jìn)行共催化裂化，催化裂化產(chǎn)物經(jīng)冷凝裝置，得到精制生物油；該方法適用于各種生物質(zhì)經(jīng)熱解制備的生物油與供氫溶劑共催化裂化；操作簡單，條件溫和，設(shè)備及工藝要求低，易于放大生成；本發(fā)明的方法可明顯降低生物油酸類物質(zhì)含量，生物油燃料熱值增大；本發(fā)明的方法無廢渣、廢水、廢氣等污染物排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物能源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種生物油與供氫溶劑共催化裂化的工藝與方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)能是新能源研究的重要領(lǐng)域，其分布最為廣泛、且基本不受氣候等環(huán)境的影響。根據(jù)預(yù)測，到2050年，人類所使用能源中，將有50%來自生物質(zhì)能源。生物質(zhì)的利用技術(shù)廣泛，熱解技術(shù)是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)的常用方式，其具有反應(yīng)條件溫和、設(shè)備要求較低等優(yōu)點，通過控制生物質(zhì)熱解條件，可獲得熱解炭、生物油和熱解氣等生物燃料。

采用直接熱解技術(shù)對生物質(zhì)進(jìn)行處理，獲得的生物油品質(zhì)較差，其含水量大、含氧量較高、酸性較強、高位熱值較低，且由于大量含氧化合物的存在導(dǎo)致其不穩(wěn)定，因此其應(yīng)用范圍被極大限制，需進(jìn)行精制處理才可得到廣泛應(yīng)用。

目前常采用有機(jī)溶劑萃取等手段對其進(jìn)行油相和水相的分離，但此類方法環(huán)保性差、過程較為復(fù)雜。減壓蒸餾是石油化工領(lǐng)域常用的手段，因此在減壓狀態(tài)下，設(shè)定適宜的蒸發(fā)溫度即可除去生物油中的大部分水分。

生物油品質(zhì)提升的主要方法包括乳化、蒸餾等物理方法及催化加氫、催化裂化等化學(xué)方法。物理方法僅將復(fù)雜的生物油組會進(jìn)行分離，并未對其特殊組分進(jìn)行改變，其提制能力較差。生物油含氧量高、H/C_eff（有效氫碳比，H/C_eff = (H?2O)/C）較低，生物質(zhì)或粗制生物油的H/C_eff一般為0~0.5，而石油原料的H/C_eff一般為1.0~2.0；因此生物油單獨催化裂化精制仍存在不足，在生物油產(chǎn)品中加入H/C_eff較高的溶劑作為生物油催化裂化的供氫體可進(jìn)一步提高其品質(zhì)。四氫萘、二氫蒽、乙醇、異丙醇等是一類H/C_eff較高的物質(zhì)，為生物油催化裂化的優(yōu)選供氫溶劑。

中國專利申請CN 102851062A 公開了一種有機(jī)溶劑促進(jìn)的生物油催化加氫工藝方法，該工藝將生物油、有機(jī)溶劑和催化劑按照一定比例混合，放入間歇式或連續(xù)化高壓反應(yīng)釜中，反應(yīng)系統(tǒng)在一定氫氣起始壓力下進(jìn)行，能有效克服生物油聚合結(jié)焦，并且促進(jìn)加氫脫氧反應(yīng)。但該工藝對設(shè)備要求較高，需額外提供氫氣，加氫后生物油需與催化劑再分離等不足。催化裂化可實現(xiàn)生物油的脫氧，一般在固定床或流化床上進(jìn)行，對設(shè)備要求較低，且可省略催化劑與精制生物油分離的過程，容易工藝放大應(yīng)用。

中國專利申請CN 104152175A 公開了一種由生物油餾分制備芳香烴的方法，該方法是將生物油餾分與乙醇混合得到混合液，經(jīng)霧化后進(jìn)入加壓固定床反應(yīng)器，在催化劑上發(fā)生催化反應(yīng)，收集的液體產(chǎn)物即為芳香烴。該方法克服了餾分高溫汽化的氣相結(jié)焦問題以及直接液相給料的連續(xù)性較差的問題；并采用雙功能催化劑GaZO3/HZSM-5，促進(jìn)生物油餾分中醛類和單苯環(huán)酚類向芳香烴的轉(zhuǎn)化，顯著提高芳香烴的選擇性。但該工藝分子蒸餾設(shè)備要求較高，需要在加壓固定床反應(yīng)器上進(jìn)行，且僅適用于生物油餾分制備芳香烴化合物，廣譜性較差的不足。

因此，采用廣譜性應(yīng)用好、設(shè)備要求低、反應(yīng)條件溫和、操作手段簡單、且不對環(huán)境造成二次污染、易于放大生產(chǎn)的工藝對生物油進(jìn)行精制處理，是實現(xiàn)生物油走向高值化和規(guī)模化利用的必經(jīng)之路，需求十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容