一種低氧生物油及其製備方法
2023-09-21 01:28:30 1
專利名稱：：一種低氧生物油及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種低氧生物油及其製備方法，屬於生物質工程中生物質熱化學轉化制生物油領域。
背景技術：
：生物質是和生物有關的物質的總稱，廢棄物類生物質包括木材廠等地的木材加工殘渣，建設用殘材、造紙殘渣、畜禽的排洩物、下水道汙泥、食品廢棄物等；未利用的生物質是指經常被埋回農田或丟棄在山林湖泊中，絕大部分沒有被利用的農作物的非食用部分。將這些生物質熱化學轉化制生物油的方法目前有快速熱分解和直接液化等。高含水率的生物質原料，不適用快速熱分解，只能用直接液化法。生物油是含氧量極高的複雜有機成分的混合物，在各種生物油中，苯酚、蒽、萘、菲和一些酸的含量相對較大。目前直接液化工藝主要有以下幾種①美國的PERC工藝和LBL工藝是以木材為原料，採用碳酸鈉作催化劑，在還原性氣體一氧化碳作用下進行液化，生物油收率約35%(質量分數)。②日本資源環境產業技術綜合研究所的液化工藝也是以木材為原料，但只用催化劑碳酸鈉，不用還原性氣體，生物油收率約50%(質量分數)。③日本的Organo以市政汙泥為原料，不加催化劑和還原性氣體進行液化，汙泥的50%被轉化為生物油(有機物的質量分數)。
發明內容本發明的目的是提供一種以生物質淡水藻、食品廢棄物及畜禽排洩物為原料，在高溫高壓(溫度180~450°C，壓力1035MPa)條件下，以稀土鹼金屬為催化劑，採用加氫直接液化法製備的低氧生物油及其製備方法。生物油含氧量低、分子量小，發熱量高，粘度適中，貯存穩定性好。本發明的生物油是以生物質和水為原料製成的，生物質採用淡水藻、食品廢棄物及畜禽排洩物，製成的生物油的化學組成為烴類5060at%、酚類30~40at%、酯類610at0/、醇類4~10at%。具體製備工藝步驟如下1)、原料預處理將生物質原料切碎到粒度110cm;2)、第一反應器將生物質原料與水按質量比調至l:35，通入高壓釜反應器中加熱，在溫度180~240°C，壓力1014MPa條件下，反應2070min後，進行減壓蒸餾，減壓蒸餾的壓力範圍為0.10.5MPa，水蒸氣和小分子有機物以氣體形式脫除，得到液體部分即為粗油；3)、第二反應器在粗油中加入0.5~0.7站％的稀土鹼金屬鹽催化劑，混合後送入流動床式反應器，同時通入氫氣，在溫度300450。C，壓力1535MPa範圍下，進行加氫反應，粗油中的大量氧以水的形式脫除，控制碘值125時停止加氫，產物經分離器將水和C4以下的烴類小分子燃氣分離並回收，液體和固體部分經蒸餾分離出木炭和低氧生物油。本工藝的生成物生物油5060at。/。、木炭812at。/。、氣體715aty。，水中有機物10~20at%。所述稀土鹼金屬鹽催化劑為碳酸鈉和稀土鑭複合物的混合物。本發明的有益效果本發明採用高含水率的生物質(淡水藻、食品廢棄物、畜禽排洩物)為原料，以稀土鹼金屬鹽為催化劑，經高溫高壓加氫直接液化，製得低氧生物油。產品含氧量低，熱值高，粘度適中，貯存穩定。本工藝將直接液化與加氫結合，轉化率達100%，能量效率較傳統直接液化工藝提高8~24%。本發明的低氧生物油與其它工藝的產品對比如下表所示表l.生物油的性質對比tableseeoriginaldocumentpage4圖l為本發明的工藝流程圖。具體實施例方式現以淡水藻為原料，結合本發明工藝流程圖，進一步介紹本發明的具體工藝步驟-1、原料預處理收集淡水藻為生物質原料，切碎到粒度l~10cm。2、第一反應器將淡水藻與水調至1:3(質量比)，通入高壓釜反應器中加熱，在溫度20(TC，壓力10MPa條件下，反應60min後，進行減壓蒸餾，水蒸氣和小分子有機物以氣體形式脫除，得到液體部分即為粗油。3、第二反應器在粗油中加入0.5%(質量分數)的稀土鹼金屬催化劑(碳酸鈉和5at^的稀土鑭複合物)，混合後送入流動床式反應器，同時通入氫氣，在溫度40(TC，壓力20MPa下，進行加氫反應。粗油中的大量氧以水的形式脫除，控制碘價125時停止加氫。產物經分離器將水和小分子燃氣(Q以下烴類物質)分離回收。液體和固體部分經高壓蒸餾分離出木炭和低氧生物油。製得低氧生物油的各項參數如下表2.低氧生物油的參數tableseeoriginaldocumentpage5權利要求1、一種低氧生物油，其特徵是該生物油是以生物質和水為原料製成的，生物質採用淡水藻、食品廢棄物及畜禽排洩物，製成的生物油的化學組成為烴類50～60at％、酚類30～40at％、酯類6～10at％、醇類4～10at％。2、一種根據權利要求l所述的低氧生物油的製備方法，其特徵是具體製備工藝步驟如下1)、原料預處理將生物質原料切碎到粒度110cm;2)、第一反應器將生物質原料與水按質量比調至l:3-5，通入高壓釜反應器中加熱，在溫度180240°C，壓力1014MPa條件下，反應2070min後，進行減壓蒸餾，減壓蒸餾的壓力範圍為0.10.5MPa，水蒸氣和小分子有機物以氣體形式脫除，得到液體部分即為粗油；3)、第二反應器在粗油中加入0.5~0.7站％的稀土鹼金屬鹽催化劑，混合後送入流動床式反應器，同時通入氫氣，在溫度300-450°C，壓力15~35MPa範圍下，進行加氫反應，粗油中的大量氧以水的形式脫除，控制碘值125時停止加氫，產物經分離器將水和C4以下的烴類小分子燃氣分離並回收，液體和固體部分經蒸餾分離出木炭和低氧生物油。3、根據權利要求2所述的低氧生物油的製備方法，其特徵是所述稀土鹼金屬鹽催化劑為碳酸鈉和稀土鑭複合物的混合物。全文摘要本發明涉及一種低氧生物油及其製備方法，生物油是以生物質和水為原料，在高溫高壓、催化劑作用下加氫直接液化製成的，生物質採用淡水藻、食品廢棄物及畜禽排洩物，製成的生物油的化學組成為烴類50～60at％、酚類30～40at％、酯類6～10at％、醇類4～10at％。其優點是產品含氧量低，熱值高，粘度適中，貯存穩定。本工藝將直接液化與加氫結合，轉化率達100％，能量效率較傳統直接液化工藝提高8～24％。文檔編號C10G1/00GK101182422SQ20071019464公開日2008年5月21日申請日期2007年11月26日優先權日2007年11月26日發明者吉二旺申請人:內蒙古金驕特種新材料有限公司