[發明專利]一種基于水相重整提高生物油有效氫碳比的方法

有效

• 申請號: 202010717927.2
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111808628B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 李秉碩;劉懿萱;李潤東;楊天華;馮薜萱;開興平
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10L1/02
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

本發明公開了一種基于水相重整提高生物油有效氫碳比的方法，包括：生物質通過水熱液化反應制備生物油，并得到水相副產物；將得到的生物油及水相副產物按一定比例置于高壓反應釜中，并在一定反應溫度和時間下進行重整反應；反應結束后，首先對產物進行固液分離分別得到水相產物和固相產物；其次，添加適量乙醇對固相產物進行潤洗以去除固相中的大部分水分；最后，用丙酮對經過乙醇潤洗后的固相產物進行萃取，得到丙酮相溶相，然后在恒溫旋轉蒸發器中對丙酮相溶相進行旋轉蒸發，去除丙酮及乙醇，最終得到高有效氫碳比的生物油。本發明具有反應條件相對溫和，相比傳統催化加氫法無需氫耗，生物油熱值提升明顯等優點。

技術領域

本發明屬于生物質能技術領域，涉及一種基于水相重整提高生物油有效氫碳比的方法。

背景技術

生物質水熱液化油(以下簡稱生物油)是將生物質在亞/超臨界水中進行熱化學轉化得到的一種液體燃料。相對于傳統化石燃料，生物油可再生、燃燒污染物少，對解決能源危機及環境污染問題具有重要意義，是未來最具潛力的液體燃料之一。生物油的有效氫碳比與汽油、柴油等常規液體燃料相比較低，較低的有效氫碳比直接導致生物油的熱值較低，且不利于生物油直接進行后續催化提質。

生物質水熱液化法制備生物油過程中會產生大量富含酸類和酚類等有機質的水相副產物，同時也富含有碳氫資源，水相中溶解的有機質占到原料的35％左右，被視為一種高濃度的有機廢水。目前，此類高濃度有機廢水的無害化處理過程復雜且效率較低，直接排放會造成環境污染以及大量水資源的消耗。

中國專利CN110835221A公開一種水熱液化水相組分能量回收的方法，包括污泥水熱液化處理、水熱液化水相(液化廢水)稀釋、三維鐵炭電解預處理水相和預處理水相的厭氧產甲烷過程。該發明的特點是將水熱液化水相組分進行厭氧消化產甲烷，從而進行能源化利用。

中國專利CN106693837A公開一種水生植物水熱液化水相再資源化的方法，包括稱取一定量的水熱液化水相加入高溫高壓反應釜；將反應釜用一定功率的加熱套加熱到反應溫度；待反應一定時間后，將反應釜放入冷水浴中冷卻至室溫，對反應所得氣體混合物進行氣相色譜分析。該發明的特點包括：(1)將水相中的有機物轉化為高附加值氣體；(2)將水相中的總有機碳降低，減少環境污染。

在上述技術中，雖然已有一些關于生物質水熱液化過程中水相產物回收利用的技術，但主要集中在水相氣化、厭氧制氣體燃料方面。

發明內容

綜上，本發明針對生物質水熱液化制備生物油過程，提出一種將生物質水熱液化水相副產物用于生物油水相提質過程的方法，解決生物油中有效氫碳比較低，熱值較低等不足的問題，具體涉及一種基于水相重整提高生物油有效氫碳比的方法。

一種基于水相重整提高生物油有效氫碳比的方法，該方法包括兩個階段，分別為：生物質水熱液化過程和生物油水相提質過程。

作為本發明的進一步優選，具體包括以下步驟：

1)選擇生物質，將生物質通過水熱液化反應處理得到生物油和水相副產物；

2)將得到的生物油及水相副產物置于反應釜中進行重整反應，反應后對產物進行分離，分別得到固相產物A和液相產物；

3)選擇極性水溶性小分子醇類化合物，將極性水溶性小分子醇類化合物加入到固相產物A中，攪拌均勻后通過有機濾膜進行抽濾，分別得到固相B和生物油醇相；向固相B中繼續加入丙酮，攪拌均勻后通過有機濾膜抽濾，得到固相C和丙酮相溶相；

4)對步驟3)得到的丙酮相溶相去除丙酮和殘留乙醇，最后燒瓶中剩余的液相產物即提質后的生物油；

5)對步驟3)得到的固相C進行恒溫干燥得到固體殘渣。

作為本發明的進一步優選，所述步驟2)重整反應中，生物油與水相副產物的濃度比為1:10g/mL～1:40g/mL,反應溫度為300～400℃，反應時間為0～120min。