[發明專利]一種富含芳烴化合物的液體油及其制備方法

有效

• 申請號: 201811189433.0
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109321267B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 楊海平;李淑娟;陳旭;陳應泉;王賢華;邵敬愛;張雄;楊晴;張世紅;陳漢平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張彩錦;曹葆青

本發明屬于生物質利用領域，并具體公開了一種富含芳烴化合物的液體油及其制備方法，具體采用如下步驟制備：將生物質粉碎至80?120目顆粒后進行干燥處理以得到熱解原料；將熱解原料與煅燒過的鈣基添加劑混合均勻后至于固定床反應器中，在惰性氣氛下進行熱解反應，其中熱解溫度為450?750℃，反應時間為10?20min，熱解產生的揮發分經過相同溫度的催化劑床層進行重整；采用冰水混合物對獲得的重整后的揮發分進行冷卻，收集液態產物即為富含芳香烴化合物的液體油產品。本發明具有成本低廉、工藝簡單，能連續高效制備大量富芳烴液體油的優點。

技術領域

本發明屬于生物質利用領域，更具體地，涉及一種富含芳烴化合物的液體油及其制備方法。

背景技術

芳烴(包括苯、甲苯、二甲苯、萘等)是基本的有機原料，多種重要產品可由芳烴衍生得到，在合成樹脂、合成纖維單體、涂料、醫藥以及精細化學品等領域得到了廣泛的應用。當前國內外芳烴生產主要依賴石油資源，通過添加催化劑在高溫高壓條件下經過加氫、重整、芳烴轉化、分離等過程獲得芳烴化合物。但這種方法工藝、設備十分復雜，且石油有限的儲量導致了以石油為主導的化工工業成本不斷攀升。除此之外，石油煉化過程中會產生大量對環境有害的副產物。生物質作為唯一可再生的碳源，儲量豐富且通過合理轉化可以生產多種有機化學品和燃料，受到廣泛關注。生物質熱解得到的生物油中含有多種芳香烴物質，但其相對含量較低且熱解油中氧含量較高，不利于后續的應用，因此，急需開發新型、高選擇性制備芳烴化合物的方法。

為了提高液體油中芳香烴類物質的含量，目前主要通過催化熱解的方式，常用的催化劑有：可溶性無機物、金屬氧化物、沸石分子篩等，其中沸石分子篩在熱解油脫氧效率和芳香烴生產方面表現良好。HZSM-5因為具有規律的孔隙特性和適宜的酸度，可較高程度的脫除熱解油中的氧，成為生產芳香烴最有效的分子篩催化劑。但HZSM-5孔隙大小有限，阻礙了熱解過程中芳香烴的擴散，易積炭，導致生物油的產率較低。為了提升HZSM-5的催化特性，開發了堿處理法、化學氣相沉積法、負載金屬納米顆粒改性等方法，但這些方法工藝復雜、成本較高且對環境有一定危害。而采用鈣基添加劑作為催化劑時，可較高程度的保留生物油中的氫原子，提升生物油的氫碳比，但其脫氧效率相對較低，熱解得到的生物油仍不能直接使用。

因此，亟需開發一種新型的利用生物質催化熱解制備富芳烴液體油的方法，能夠滿足操作簡單、成本低廉、環保無害且能連續高效制備大量富含芳烴類物質的液體油的要求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種富含芳烴化合物的液體油及其制備方法，其旨在利用生物質原位溫和脫氧耦合非原位深度脫氧制備富含芳烴化合物的液體油，實現生物質催化熱解制備高附加值芳烴類物質，提升生物油的附加值，熱解過程中無需腐蝕性催化劑，降低了對設備與環境的危害，具有成本低廉、工藝簡單，能連續高效制備大量富芳烴液體油的優點。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種富含芳烴化合物的液體油制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1將生物質粉碎至80-120目顆粒后進行干燥處理以得到熱解原料；

S2將熱解原料與煅燒過的鈣基添加劑混合均勻后至于固定床反應器中，在惰性氣氛下進行熱解反應，其中熱解溫度為450-750℃，反應時間為10-20min，熱解產生的揮發分經過相同溫度的分子篩催化劑床層進行重整；

S3采用冰水混合物對步驟S2獲得的重整后的揮發分進行冷卻，收集液態產物即為富含芳香烴化合物的液體油產品。

作為進一步優選的，所述步驟S1中的生物質為玉米芯、稻桿、板栗殼、竹屑中的一種或多種。

作為進一步優選的，所述步驟S1中的干燥溫度為100℃～105℃，干燥時間為12h～24h。

作為進一步優選的，所述步驟S2中鈣基添加劑經850℃煅燒4h，分子篩催化劑經600℃煅燒2h。