[发明专利]一种木粉常压液化制备燃料油的方法

说明书

技术领域

一种木粉常压液化制备燃料油的方法。

背景技术

木粉是指各种含纤维素的天然材料，包括绿色植物通过光合作用合成的有机物，一般为固态，主要形式有林木如枝条、农业秸秆如麦秸、稻秆、玉米秆，以及草类如芒草。木粉将太阳能转变为化学能，以可再生形式储存生物圈中的碳，为地球上碳循环的重要环节。我国木粉资源丰富，理论年产量为50亿吨左右，以木粉液化生产高值化学品和液体燃料具有巨大的资源优势。

目前木粉液化主要有两种工艺：一种是生物化方法，主要是以水解、发酵等生物化学方法将木粉转化为乙醇；另一种是热化学法，包括快速裂解、高温高压液化法和酸催化法。杨士春等人(流化床生物质快速裂解制液体燃料，《精细化工原料及中间体》)在常压和450-530℃的条件下在流化床反应器内进行生物质快速裂解制液体燃料的研究，研究表明在适当的裂解条件下液体产率可达53％，气体和焦产率为16％左右；秦特夫等人(一种含纤维素的再利用方法，200810103305.X)用高温高压催化液化的方法将木粉进行了液化，液化收率较高，并且得到了附加值较高的乙酸正辛酯，因此有很高的开发价值；洪立智等人(固体酸水相催化液化生物质研究)通过生物质催化液化反应，考察了不同工艺条件下催化剂的催化活性，得到了生物质液化的最佳工艺条件：以稻壳为原料时，催化剂ClO4^-/Fe₂O₃的最佳液化条件为：反应温度573K，反应时间为3h，催化剂用量为4％。上述文献中介绍的实验条件要求比较高或者实验成本比较大，使得该技术在工业化的路上具有一定的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种与现有技术完全不同的一种木粉常压液化制备燃料油的方法。

本发明的发明人意外的发现，通过在常压下将木粉与酸化的正辛醇在130-220℃下接触30-150分钟，并且不断的将水分出后，原料中的木粉几乎全部液化，得到的产物能够溶解于石油醚或正己烷溶剂中。另外，还可通过减压蒸馏回收过量的正辛醇，分离后剩下的产物能够溶于正己烷中，呈粘稠状，可直接燃烧，燃烧效果非常理想，从而完成了本发明。

本发明提供了一种可工业化的木粉液化方法，该方法以木粉为原料，在催化剂存在下，将木粉与溶剂混合接触，在加热的条件下，将反应中产生的水不断的分离出来，最终得到木粉液化后的产物。将所得产物分离后，所用溶剂大部分得到回收，而液化产物则能够溶于正己烷中并可以直接燃烧，并且燃烧效果很好，一方面使得作为废弃物的木粉得到了有效的利用，另一方面也拓宽了新能源的来源范围。

本发明提供的方法与现有的酸催化木粉液化法相比，条件温和，无需高温高压设备，而且升温速率要求远远低于快速热解的要求(一般升温速率＞1000℃/分钟)；与单独的酸催化木粉液化法相比，本发明的木粉液化率较高(可高达95％以上)，溶剂可以回收，并且可以得到可燃烧的重组分。

具体实施方式

根据本发明提供的方法，当脂肪醇与木粉的重量比为1.5-3时，木粉液化率以及脂肪醇的回收率均达到最佳，具体的，在脂肪醇与木粉的重量比为1.5-3时，同时反应温度控制在150-180℃时，木粉液化率可达到95％，而且正辛醇的回收率可达到80％，因此，优选情况下，脂肪醇与木粉的重量比不低于1，进一步优选为1.5-3。而当脂肪醇与木粉的重量比大于3时，虽然木粉液化效果好，但由于脂肪醇的用量较大，导致脂肪醇的回收负荷增大，而木粉液化率并无明显提高；当脂肪醇与木粉的重量比低于1时，木粉液化率以及脂肪醇的回收率较低。

本发明中，所述木粉液化率是指将所得接触后的产物用丙酮稀释后用滤纸在真空下过滤，用丙酮充分冲洗直至新洗涤的滤液变为无色，所得滤渣在105℃干燥箱中干燥24小时后称重，木粉重量与该滤渣重量之差占木粉重量的百分比。所述脂肪醇回收率是指与木粉接触后回收的脂肪醇的量占木粉接触的脂肪醇的总量的百分比。