[發(fā)明專利]生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油與費(fèi)托合成油混煉制燃料油的工藝與系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810140476.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN108179027A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫朝元;楊建成;呂慶元;楊國祥;章晨暉;王發(fā)坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中薪油武漢化工工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C10G65/12
• 分類號(hào): C10G65/12;C10J3/72;C10G2/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油與費(fèi)托合成油混煉制燃料油的工藝與系統(tǒng)，該工藝是將生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油經(jīng)過焦油預(yù)處理過程進(jìn)行改性提質(zhì)，再將所得的提質(zhì)焦油與費(fèi)托合成油進(jìn)行混合煉制，從而生產(chǎn)出燃料油；其中，焦油預(yù)處理過程包括對(duì)氣化副產(chǎn)焦油進(jìn)行加氫脫氧的步驟，參與混合煉制的提質(zhì)焦油的質(zhì)量為參與混合煉制的費(fèi)托合成油質(zhì)量的3％～21％。該系統(tǒng)包括氣化裝置、洗滌器、費(fèi)托合成裝置、焦油預(yù)處理裝置、混煉裝置和制氫裝置。本發(fā)明極大地簡(jiǎn)化了氣化副產(chǎn)物焦油的處理過程，增加了最終油品產(chǎn)量和質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)利用技術(shù)，特別是指一種生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油與費(fèi)托合成油混煉制燃料油的工藝與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

我國的能源結(jié)構(gòu)單一，嚴(yán)重依賴于以煤為最主要構(gòu)成的化石能源，而化石能源是一種不可再生資源，且在使用過程中產(chǎn)生了一系列的環(huán)境問題，如霧霾、溫室效應(yīng)等等，因此，大力開發(fā)可再生能源對(duì)于我國未來的發(fā)展有著重要意義。生物質(zhì)能是一種總量大、綠色環(huán)保的可再生能源，具有廣闊的發(fā)展前景。熱解、氣化技術(shù)是一種高效利用生物質(zhì)能的方式，但在熱解、氣化過程中生產(chǎn)的生物質(zhì)焦油具有含氧量高、酸性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性差、含水量高等缺點(diǎn)，不易升級(jí)利用，且處置設(shè)備投資高。這也是制約生物質(zhì)熱解、氣化技術(shù)高速發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。

生物質(zhì)焦油與生物質(zhì)基費(fèi)托合成油相比，主要區(qū)別有：1)元素組成方面，生物質(zhì)焦油氧含量約10％～40％，碳含量約60％～70％，氫含量約3％～12％，氮和硫含量很低；費(fèi)托合成油氧含量約1～5％，碳含量約85～90％，氫含量約10％～15％，幾乎不含氮和硫；2)官能團(tuán)組成方面，生物質(zhì)焦油含有幾乎所有含氧官能團(tuán)，如羥基、羧基、醛基、酮基、羰基等，且芳環(huán)數(shù)量基本為一，主要為芳香族類含氧衍生物；費(fèi)托合成油主要為烴類產(chǎn)物，視不同的催化技術(shù)有所區(qū)別，如鐵基高溫費(fèi)托技術(shù)其主要組成為烯烴類，而鐵基低溫費(fèi)托技術(shù)其主要組成為鏈烷烴；3)物理-化學(xué)性質(zhì)方面，生物質(zhì)焦油密度一般大于1000kg/m³，熱值低、粘度大、熱穩(wěn)定性差、酸性強(qiáng)、腐蝕性強(qiáng)，且隨原料及制備工藝的不同，組成及性質(zhì)差別很大；費(fèi)托合成油密度較低，約600～850kg/m³；4)生物質(zhì)焦油辛烷值低，一般40以下，生物質(zhì)基費(fèi)托合成油辛烷值高，約50～55。

現(xiàn)有工藝對(duì)生物質(zhì)焦油的利用，主要是通過催化重整制備合成氣。生物質(zhì)焦油經(jīng)過催化重整得到的合成氣，再經(jīng)費(fèi)托合成轉(zhuǎn)化為油品。該過程中重整催化劑表面易結(jié)碳，極易失活，對(duì)催化劑要求極高；且焦油催化重整為合成氣，再費(fèi)托合成為油，流程復(fù)雜，能源利用效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油與費(fèi)托合成油混煉制燃料油的工藝與系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油的有效利用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油與費(fèi)托合成油混煉制燃料油的工藝，是將生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油經(jīng)過焦油預(yù)處理過程進(jìn)行提質(zhì)改性，再將所得的提質(zhì)焦油與費(fèi)托合成油進(jìn)行混合煉制(簡(jiǎn)稱混煉)，從而生產(chǎn)出燃料油；其中，焦油預(yù)處理過程包括對(duì)氣化副產(chǎn)焦油進(jìn)行加氫脫氧的步驟，參與混合煉制的提質(zhì)焦油的質(zhì)量為參與混合煉制的費(fèi)托合成油質(zhì)量的3％～21％，該比例優(yōu)選為6％～13％。所述生物質(zhì)氣化副產(chǎn)焦油是在生物質(zhì)氣化過程生產(chǎn)的粗合成氣在凈化過程(例如通過文丘里洗滌器洗滌冷卻粗合成氣)中捕集的生物質(zhì)焦油。

優(yōu)選地，所述焦油預(yù)處理過程還包括提化學(xué)品步驟，該步驟是對(duì)氣化副產(chǎn)焦油進(jìn)行精制以提取出其中的輕質(zhì)高附加值化學(xué)品，剩余重質(zhì)焦油再進(jìn)行加氫脫氧。所述提化學(xué)品步驟通常包括脫水、脫渣、連續(xù)精餾等，用于提取苯酚、鄰甲酚、對(duì)甲酚等，具體根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物和工藝的不同而有所區(qū)別。

優(yōu)選地，所述加氫脫氧步驟的反應(yīng)條件為：采用Ni或Pd系催化劑，反應(yīng)溫度200～450℃，反應(yīng)壓力2.5～14.0MPa，氫油體積比 400～2500，液空速率0.5～10h^-1。