[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)二級(jí)轉(zhuǎn)化工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811476072.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110747001B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林科;郭立新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C10G1/08
• 分類號(hào): C10G1/08;C10G1/00
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 吳黎

本發(fā)明屬于生物質(zhì)利用、能源、化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)二級(jí)轉(zhuǎn)化工藝。該轉(zhuǎn)化工藝采用鐵氧化合物、鐵氧化合物的脫硫廢劑或鐵氧化合物的脫硫廢劑的再生物中的至少一種作為催化劑，并采用含水漿液，同時(shí)控制反應(yīng)體系中鐵元素與硫元素的摩爾比，發(fā)現(xiàn)在CO存在下能有效地利用羰基化阻斷有機(jī)質(zhì)在裂解過(guò)程中的自由基縮聚，并實(shí)現(xiàn)CO和水的變換活性氫加氫，在該轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，有機(jī)質(zhì)特別是生物質(zhì)固體無(wú)需脫水、可直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生物質(zhì)液體或礦物油中可額外加入水，在提高液化收率的同時(shí)，還能提高所制得油品的發(fā)熱量，轉(zhuǎn)化反應(yīng)結(jié)束后，不會(huì)產(chǎn)生大量廢水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)利用、能源、化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)二級(jí)轉(zhuǎn)化工藝。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭、原油、天然氣、油頁(yè)巖等化石類非再生能源日趨枯竭，與此同時(shí)，此種化石類非再生能源燃燒后所產(chǎn)生的CO₂、 SO₂、NO_x等污染物所造成的環(huán)境污染也日益嚴(yán)重，這迫使人類不得不思考獲取能源的途徑及改善環(huán)境的方法。

目前，生物質(zhì)液化技術(shù)成為獲取能源的一種新的手段，該技術(shù)是生物質(zhì)資源利用中的重要組成部分，其液化機(jī)理如下：生物質(zhì)首先裂解成低聚體，然后再經(jīng)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(guò)縮合、環(huán)化、聚合等反應(yīng)而生成新的化合物。目前該技術(shù)主要分為間接液化和直接液化兩大類，其中，生物質(zhì)直接液化技術(shù)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，在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力下將生物質(zhì)直接從固體液化成液體。整個(gè)過(guò)程中，主要涉及熱解液化、催化液化和加壓加氫液化等。

上述生物質(zhì)液化工藝中，在進(jìn)行液化之前，均需要對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行脫水處理，增加了干燥成本，即便干燥，在整個(gè)工藝結(jié)束后，也會(huì)產(chǎn)生大量廢水。再者上述液化工藝對(duì)反應(yīng)氣氛和催化劑要求嚴(yán)格，一般要采用純氫氣氛和貴金屬催化劑，經(jīng)濟(jì)性較差。此外，上述液化工藝得到的油品的發(fā)熱量偏低。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有的生物質(zhì)液化工藝中，生物質(zhì)原料需要脫水、反應(yīng)氣氛和催化劑要求嚴(yán)格、油品的發(fā)熱量偏低及廢水產(chǎn)生量大的缺陷，進(jìn)而提供一種生物質(zhì)原料無(wú)需脫水、反應(yīng)氣氛采用含CO的氣氛、油品的發(fā)熱量高、廢水產(chǎn)生量低、甚至無(wú)廢水產(chǎn)生的生物質(zhì)二級(jí)轉(zhuǎn)化工藝。

為此，本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

原料預(yù)處理：收集生物質(zhì)，粉碎至粒徑為0.2μm-5cm；

壓縮：將粉碎后的生物質(zhì)進(jìn)行壓縮成型；

二次粉碎：將壓縮成型后的生物質(zhì)再次粉碎處理，粉碎至粒徑為80-120 目，得生物質(zhì)粉末；

將生物質(zhì)粉末與油、水混合，其中生物質(zhì)粉末占混合質(zhì)量的10-60％，水的用量為生物質(zhì)粉末質(zhì)量的0.1-10％，研磨制漿，得到含水漿液；

在上述步驟的中的任一步驟中加入鐵系催化劑；

將含水漿液與純CO或含CO的氣體混合進(jìn)行一級(jí)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，收集轉(zhuǎn)化產(chǎn)物；

將轉(zhuǎn)化產(chǎn)物與氫氣混合進(jìn)行二級(jí)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，制得油品；

所述鐵系催化劑為鐵氧化合物、鐵氧化合物的脫硫廢劑或鐵氧化合物的脫硫廢劑的再生物中的至少一種；并控制反應(yīng)體系中鐵元素與硫元素的摩爾比為1:(0.5～5)的條件下進(jìn)行。

向所述鐵系催化劑中加入含硫化合物至反應(yīng)體系中鐵元素與硫元素的摩爾比為1:(0.5～5)，優(yōu)選為1：(0.5-2)，更優(yōu)選為1：(1-2)。

所述含硫化合物為硫磺、硫化氫、二硫化碳中的至少一種。

含水漿液中，所述鐵系催化劑的含量為0.1～10wt％；