[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)多級催化裂解制備低碳烯烴的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810330332.4
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108456127B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵敬愛;羅俊;陳應(yīng)泉;王賢華;楊海平;楊明法;白小薇;張雄;陳漢平
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C07C1/06
• 分類號: C07C1/06;C07C7/00;C07C7/04;C07C11/06;C07C11/04;C01B32/05;C10B53/02;C10B57/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 周磊;曹葆青

本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源領(lǐng)域，并公開了一種生物質(zhì)多級催化裂解制備低碳烯烴的方法，包括如下步驟：(1)將生物質(zhì)原料送入到流化床反應(yīng)器，發(fā)生脫氧裂解反應(yīng)得到熱裂解產(chǎn)物；(2)將熱裂解產(chǎn)物分離得到固體產(chǎn)物和氣相產(chǎn)物；(3)將氣相產(chǎn)物送入冷凝裝置，得到輕質(zhì)生物油A和合成氣；對合成氣進(jìn)行水煤氣分離得到混合氣體A和混合氣體B；(4)將水蒸氣、輕質(zhì)生物油A和混合氣體A同步通入反應(yīng)爐中得到低碳烯烴合成物；(5)將低碳烯烴合成物經(jīng)氣液分離得到輕質(zhì)生物油B和粗低碳烯烴氣體，粗低碳烯烴氣體經(jīng)裂解氣分離，得到純低碳烯烴混合氣。本發(fā)明工藝操作簡單，靈活性強(qiáng)，適用于絕大多數(shù)生物質(zhì)，且條件溫和，容易控制，產(chǎn)品產(chǎn)率高，質(zhì)量穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種制備低碳烯烴的方法。

背景技術(shù)

以乙烯、丙烯為代表的低碳烯烴是最基本的有機(jī)化工原料，其用途非常的廣泛。

雖然我國烯烴生產(chǎn)已具有相當(dāng)規(guī)模，但消費(fèi)自給率低，供求矛盾仍很突出。2015年我國乙烯產(chǎn)量1714萬噸，但表觀消費(fèi)量約1866萬噸。長期以來，我國主要以石油為原料制取烯烴為主，但我國石油消費(fèi)主要依靠進(jìn)口，2015年原油對外依存度首次超過60％。因此，擴(kuò)大烯烴原料種類、采用非石油原料生產(chǎn)低碳烯烴成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。

現(xiàn)有制備低碳烯烴的非石油原料包括天然氣、煤、甲醇以及生物質(zhì)等。其中生物質(zhì)作為原料來制取烯烴有著廣闊的前景。一方面我國是農(nóng)業(yè)大國，有豐富的生物質(zhì)儲量；另一方面生物質(zhì)是一種廉價(jià)的清潔能源，且是世界上唯一一種能夠轉(zhuǎn)化為烯烴的可持續(xù)碳源。近年來，越來越多的學(xué)者探索利用生物質(zhì)來制備低碳烯烴的方法。

中國專利CN104059682公開了一種生物質(zhì)選擇性熱解-梯級轉(zhuǎn)化制備航空燃油的裝置及方法，以生物質(zhì)為原料，生物質(zhì)從選擇性熱解反應(yīng)器底部進(jìn)入，在HZSM-5、SAPO-34、Fe/HZSM-5、Cu/HZSM-5或Ga/HZSM-5中的一種沸石微孔類催化劑作用下直接制備低碳烯烴。

專利CN101747134公開了一種利用生物質(zhì)原料催化裂化生產(chǎn)低碳烯烴的方法，將生物質(zhì)原料或含生物質(zhì)與烴油的原料與由50wt％～95wt％的包括氧化鋁的載體和5wt％～50wt％包括高硅沸石的沸石組成的裂化催化劑接觸，在催化裂化的條件下進(jìn)行反應(yīng)生成低碳烯烴。

專利CN101885654公開一種微藻催化裂解制取低碳烯烴的方法，以微藻為原料，以沸石分子篩、氧化鋁、二氧化硅、硅藻土、酸性白土中的一種或幾種多孔材料的混合物為催化劑，在溫度400～750℃條件下，將微藻直接催化裂解制取低碳烯烴。

專利CN103012042公開了一種利用生物質(zhì)制備低碳烯烴的方法，以生物質(zhì)為原料，將生物質(zhì)原料經(jīng)過干燥、破碎輸送到低溫炭化爐進(jìn)行熱解反應(yīng)，然后將得到熱解產(chǎn)物送入高溫氣化爐，經(jīng)過一系列的反應(yīng)得到合成氣，接著將得到的合成氣通入第一個(gè)固定床反應(yīng)器中與二甲醚合成催化劑作用發(fā)生二甲醚反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物脫水處理后，在常壓下通入第二個(gè)固定床反應(yīng)器中與二甲醚轉(zhuǎn)化催化催化劑連續(xù)反應(yīng)，生成低碳烯烴。

專利CN102516004公開了一種以生物質(zhì)合成氣為原料經(jīng)二甲醚兩步法制備低碳烯烴的方法，以低氫碳比生物質(zhì)合成氣為原料，在一步固定床反應(yīng)器中與Cu/Zn/Al甲醇合成催化劑和HZSM-5甲醇脫水催化劑組成的復(fù)合催化劑經(jīng)合成甲醇、甲醇脫水反應(yīng)制備出含有較高二甲醚含量的含氧碳?xì)浠衔铮磻?yīng)產(chǎn)物除水后、再升高溫度到120℃，在常壓下通入二步固定床反應(yīng)器中與鎳重量載量為0.5～1.5％的SAPO-34和HZSM-5機(jī)械混合的分子篩連續(xù)反應(yīng)，生成低碳烯烴。