[發明專利]一種生物質的多級液化工藝

有效

• 申請號: 201711419183.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108219817B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 林科;李林;郭立新
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司
• 主分類號: C10G1/06
• 分類號: C10G1/06;C10G1/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜

本發明涉及生物能源領域，具體涉及一種生物質的多級液化工藝，其漿液的配制步驟為，將秸稈依次進行干燥、初粉碎、壓縮和二次粉碎，而后與第一催化劑混合得到混合物，將上述混合物加入至油品中研磨制漿即得秸稈濃度為30～60wt％的漿液。本發明首創性的將秸稈進行了先壓縮后二次粉碎的處理工藝，通過將生物質進行壓縮處理，使松散的秸稈先后經歷重新排位、機械變性和塑形流變等階段，使得秸稈的體積大幅度降低，由此可減少秸稈的孔隙率，增大其密度和比重，使之有利于分散在油品中，并可提高其在油品中的含量，增加反應物料的濃度，提高了泵在單位時間內對生物質的輸送量，保證了泵的平穩運轉和輸送，同時提高了生物質的轉化率。

技術領域

本發明涉及生物能源領域，具體涉及一種生物質的多級液化工藝。

背景技術

生物質是指一切直接或間接利用綠色植物光合作用形成的有機物質，包括植物、動物、微生物及其排泄與代謝物，它具有可再生性、低污染性和廣泛分布性，因此，從能源安全和環境保護出發，生物質的開發利用已成為當前發展可再生能源的戰略重點。

生物質液化技術是生物質資源利用中的重要組成部分，生物質的液化機理如下：生物質首先裂解成低聚體，然后再經脫水、脫羥基、脫氫、脫氧和脫羧基而形成小分子化合物，小分子化合物接著通過縮合、環化、聚合等反應而生成新的化合物。目前生物質液化技術主要可分為間接液化和直接液化兩大類，其中，生物質直接液化技術是指在溶劑或催化劑的作用下，采用水解、超臨界液化或通入氫氣、惰性氣體等，在適當的溫度、壓力下將生物質直接從固體液化成液體。生物質直接液化技術主要有熱解液化、催化液化和加壓加氫液化等，尤其以加壓加氫液化產品收率高、品質好，其一般包括固體物料的干燥、粉碎、制漿、升溫、加壓、反應、分離等復雜工序。例如，中國專利文獻CN103242871A公開了一種重油-生物質加氫共液化工藝，該工藝通過將經過干燥的生物質預粉碎至40～100目后再與重油混合形成漿料，并向此漿料中加入催化劑和硫化劑，而后置于漿態床加氫反應器中，控制反應溫度為370℃-430℃，氫分壓為4-8MPa，進行加氫熱裂解反應，反應產物經分餾后得到生物油和焦炭。

上述工藝實現了由生物質向生物油的轉換，但上述技術中，一方面，由生物質和重油形成的漿料需要由泵輸送至漿態床加氫反應器中，而多數生物質(例如秸稈)因具有豐富的孔隙率造成其比重較低，使之較難溶于生物質液化溶劑中，造成漿液中生物質的濃度較低(上述技術中生物質僅占重油質量的5～20wt％)，從而導致泵在單位時間內對生物質的輸送量有限，造成上述加氫共液化工藝的生產效率較低、工業成本較高、能耗較大；另一方面，具有孔隙率的生物質易漂浮于液化溶劑表面，加之作為漿料溶劑的重油粘度較大，使得上述漿料不易流動，易造成輸送管道的堵塞從而難以實現泵的平穩運輸。現有技術雖然嘗試在漿液中加入分散劑來提高生物質在漿液中的濃度及分散性，但分散劑的加入往往會影響制得的生物油的品質。此外，上述技術中生物質轉化率較低，其轉化率僅為90％左右。

為此，如何對現有的生物質液化工藝進行改進以增加漿液中生物質的濃度、提高單位時間內泵對生物質的輸送量、實現泵的平穩運輸、降低能耗、提高生物質轉化率這對于本領域技術人員而言依舊是一個亟待解決的技術難題。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有的生物質液化工藝中，泵對生物質的輸送量少且運輸不平穩、生物質轉化率低、能耗高的缺陷，進而提供一種生物質的多級液化工藝。

為此，本發明解決上述問題所采用的技術方案如下：

一種生物質的多級液化工藝，包括如下步驟：

(1)配制含有第一催化劑和生物質的漿液，向所述漿液中通入氫氣以發生一級加氫反應，控制反應壓力為15～25MPa、反應溫度為280～350℃，得到一級加氫產物；

所述生物質為秸稈，所述漿液的配制步驟為，將秸稈依次進行干燥、初粉碎、壓縮和二次粉碎，而后與所述第一催化劑混合得到混合物，將所述混合物加入至油品中研磨制漿，得到秸稈濃度為30～60wt％的所述漿液；