一種生物質催化熱解油的分離方法與流程
2023-06-21 01:23:31 1
本發明涉及一種生物質催化熱解油的分離方法，即甲苯、糠醛、苯酚和愈創木酚混合物的分離方法。
背景技術：
生物質通過硫酸鐵催化熱解得到的熱解油的主要成分及其質量百分比組成為甲苯的含量為8～12摩爾份，糠醛的含量為55～65摩爾份，苯酚的含量為12～17摩爾份，愈創木酚的含量為12～16摩爾份。目前，生物質熱解油的研發主要目的是作為生物燃料使用。熱解油作為未來的一種新型可再生能源，可望作為石化資源枯竭後的一種後備能源，可直接作為初級燃料使用，或通過生物煉製技術將熱解油轉化成高品位的液體燃料，或通過熱解油得到有用的化學品。如果作為初級燃料使用，無需進行組分的分離；如果需要採用其中的一種或部分組分進行生物煉製來製備高品位燃料，或希望從熱解油中分離出較為純淨的化學品作為化工原料，則需要對熱解油進行分離。目前尚沒有針對這種熱解油的分離方法的報導。
技術實現要素：
本發明提供了一種生物質催化熱解油糠醛、苯酚、愈創木酚和甲苯混合物的分離方法。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是：
採用三個精餾塔構成的流程得到混合物各個組分質量含量均在90％以上的較為純淨的產物。
流程中第一個精餾塔C-1的作用是把混合物切割成甲苯和糠醛混合物及苯酚和愈創木酚混合物；第二個精餾塔C-2的作用是實現甲苯和糠醛的分離；第三個精餾塔C-3的作用是實現苯酚和愈創木酚的分離。三個精餾塔的壓力均採用常壓，這樣不但節省流體輸送的能耗，而且各塔塔頂組成對應的泡點溫度均在100℃以上，可以採用常溫冷卻水作為冷卻介質，避免採用昂貴的低溫冷卻介質。
第一個精餾塔的結構參數為：平衡級35個；進料位置第18個平衡級；塔頂冷凝器採用全凝器；塔底採用釜式再沸器；塔板採用篩板，塔板直徑為：0.6米；操作參數為：進料流量2000kg/h，塔頂溫度140℃，塔頂冷凝器熱負荷為466kW，冷卻介質採用常溫冷卻水；塔底溫度190℃，熱負荷為472kW，加熱介質採用2.5MPa低壓蒸氣，塔頂出料流量1393.2kg/h，回流比取1.72。
第二個精餾塔的主要結構參數為：平衡級14個；進料位置第8個平衡級；塔頂冷凝器採用全凝器；塔底採用釜式再沸器；塔板採用篩板，塔板直徑為：0.3米；主要操作參數為：進料是第一個塔C-1的塔頂餾分，流量為1393.2kg/h，塔頂溫度114℃，塔頂冷凝器熱負荷為 79.2kW，冷卻介質採用常溫冷卻水；塔底溫度160℃，熱負荷為83.3kW，加熱介質採用2.5MPa低壓蒸氣，塔頂出料流量取205kg/h，回流比取2.73。
第三個精餾塔的主要結構參數為：平衡級31個；進料位置第17個平衡級；塔頂冷凝器採用全凝器；塔底採用釜式再沸器；塔板採用篩板，塔板直徑為：0.4米；主要操作參數為：進料流量為第一個精餾塔塔底產物，流量為606.8kg/h，塔頂溫度181℃，塔頂冷凝器熱負荷為146.5kW，冷卻介質採用常溫冷卻水；塔底溫度205℃，熱負荷為147.6kW，加熱介質採用2.5MPa低壓蒸氣，塔頂出料流量305.2kg/h，回流比取2.53。
本發明的有益效果體現在以下幾個方面：為生物質催化熱解油的分離提供了一種可行的工藝方法；工藝流程結構簡潔，固定投資成本低；三個精餾塔塔頂冷卻介質均採用常溫冷卻水，容易獲得而且費用低，獲得單組分產品純度高，回收率高，產品為附加值高的化學品，過程基本沒有汙染物產生。
附圖說明
附圖1為本發明方法流程示意圖。
附圖中標號：FEED：熱解油進料，C-1：第一個精餾塔；TOLFUFUR：甲苯和糠醛混合物，PHENOGUI：苯酚和愈創木酚混合物，TOLUENE：甲苯產物，FUFURAL：糠醛產物；PHENOL：苯酚產物：GUAIACOL：愈創木酚產物。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步描述：
按照前述流程結構和設備參數構建流程，運行穩定後可以達到較為純淨的單組分產品，適當改變回流比，可以得到不同規格的產品，具體見如下實施例。
實施例1
按照附圖流程，進料為2000kg/h的熱解油，組分質量流量組成為：糠醛1200kg/h，甲苯200kg/h，苯酚300kg/h，愈創木酚300kg/h。其他技術參數按照前述發明內容規定的數值設定，得到各個組分產品的質量濃度及回收率為：甲苯純度92.1％，回收率94.4％；糠醛純度98.5％，回收率97.5％；苯酚純度94.8％，回收率96.46％；愈創木酚純度98.7％，回收率99.3％。
實施例2
流程結構、進料條件和其它操作條件同實施例1，通過增大第二個精餾塔C-2的回流比，從原來的2.73增大到3.73，則可以強化甲苯和糠醛的分離。甲苯的質量純度提高到95.6％，回收率提高到98％；糠醛的質量純度提高到99.1％，回收率提高到98.1％
實施例3
流程結構、進料條件和其它操作條件同實施例1，通過增大第三個精餾塔C-3的回流比，從原來的2.73增大到4，則可以強化苯酚和愈創木酚的分離，苯酚的質量純度提高到95.5％，回收率提高到97％；愈創木酚的質量純度提高到99.2％，回收率提高到99.9％
實施例4
本實施例提供一種實現上述生物質催化熱解油分離方法的分離裝置，參見圖1，它包括常第一個精餾塔C-1、第二個精餾塔C-2和第三個精餾塔C-3。
生物質催化熱解油進料FEED從第一個精餾塔C-1的第18個平衡級進入，在C-1中進料被分割成塔頂以甲苯和糠醛為主要組分的混合物出料TOLFUFUR和塔底以苯酚和愈創木酚為主要組分的混合物出料PHENOGUI；C-1的塔頂出料TOLFUFUR作為第二個精餾塔C-2的進料，從第8個平衡級進入，TOLFUFUR在C-2中分離成塔頂產物甲苯TOLUENE和塔底產物糠醛FUFURAL；C-1的塔底出料PHENOGUI作為第三個精餾塔C-3的進料，從第17個平衡級進入，PHENOGUI在C-3中分離成塔頂產物苯酚PHENOL和塔底產物愈創木酚GUAIACOL。
應當理解本文所述的例子和實施方式僅為了說明，本領域技術人員可根據它做出各種修改或變化，在不脫離本發明精神實質的情況下，都屬於本發明的保護範圍。