[发明专利]一种花生秧液化油低沸点馏分与废机油耦合改质的方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种花生秧液化油低沸点馏分与废机油耦合改质的方法。

背景技术

目前，世界各国所用的燃料几乎都是化石燃料，即石油、天然气和煤。随着社会经济的高速发展，自然界经历几百万年逐渐形成的化石燃料，正日渐呈现枯竭之势。并且过度使用化石燃料会带来严重的环境问题，如燃烧化石燃料排放出的二氧化碳，是加快全球变暖的重要因素之一。因此，寻找一种清洁环保的可再生能源已是迫在眉睫。生物油因其可再生、清洁性以及碳中性使其成为非常有潜力的洁净替代能源。其原料生物质普遍具有可再生性、低污染性和广泛分布性等特点，且容易实现规模化种植生产。

花生是中国北方的一种经济作物，主要种植在微偏酸性的沙壤土（如江河滩地等）。其收获后的废弃物花生秧主要成分为有机物、无机矿物质和水。在有机物中，除了粗蛋白和脂肪之外，同时含有大量的木质纤维素和糖类。这些有机物均可以通过水热液化转化为生物油，用于锅炉以及工业燃烧。采用花生秧转化为生物油，具有明显的优势。首先，首先花生秧属于非粮生物质，不与人争粮，不与粮征地，这符合中国人多地少，粮食安全压力长期存在的国情。其次，原料价格低廉，能有效解决生物油制备过程中的原料花费问题(原料花费占总花费的80%)。原料成本的降低，能够加速生物燃料工业化生产。第三，花生秧中蛋白质含量较少，因而生物油含氮量较少，有利于其进一步的改质脱氮，以真正实现其工业化应用。

然而，花生秧中含有大量的木质素，在水热转化过程中这些木质素分解之后会产生酚类物质。由于酚类物质易发生氧化，因而经水热液化制备的生物油，普遍存在高粘度、低热值及不稳定性等缺陷，从而限制其进一步改质升级乃至工业化应用。而我国交通运输业每年生产大量的废机油，这些废机油如果处理不当，必将造成严重的环境污染。因此国家环保局将废机油列为21世纪环保领域主控的三大污染源之一。废机油廉价易得，可以通过热化学反应转化为汽油和柴油类烃。若在生物油改质过程中加入废机油，可以降低传质阻力抑制积碳形成，还能提高改质油的品质与稳定性。且改质过程中废机油同时作为原料和介质，反应后无需从改质油中移除，可降低生产成本，并有效的解决废机油再利用问题。

发明内容

因此，本发明的目的是建立一种花生秧液化油低沸点馏分与废机油耦合改质的方法。为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案。

本发明花生秧液化油低沸点馏分与废机油耦合改质的方法，包括如下步骤：

1、花生秧液化油的制备

称取一定量的花生秧颗粒及去离子水依次加入高压反应釜中，密封后将反应釜升温至一定温度并反应一段时间；反应结束，水浴冷却至室温后减压开釜，用有机溶剂对反应所得混合物进行萃取，过滤、分液得到有机相，旋蒸除去有机溶剂可得花生秧液化油。

2、LBF的提取

称取一定量花生秧液化油置于高压反应釜中密封，在出气口接冷凝管，通冷凝水。将反应釜缓慢升温至一定温度并保持一定时间，于冷凝口处收集冷凝液；将收集所得冷凝液依次进行分液和除水干燥，最终得到LBF。

3、LBF与WEO耦合改质

将LBF与WEO按照一定比例混合后置于高压反应釜中，添加或者不添加催化剂，密封后向釜内充入一定压力的氢气并拧紧阀门，超声后将反应釜放入预热至一定温度的高温熔盐中反应一段时间；反应结束，水浴冷却至室温后，测量气体产量；打开反应釜，用有机溶剂对反应所得混合物进行萃取，过滤后分别得到有机相和固体残渣，旋蒸除去有机溶剂可得改质油。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于：步骤(1)所选花生秧颗粒平均粒径为80-120目。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于：步骤(1)反应条件为，温度为310℃，反应时间为60min。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于：步骤(2)反应条件为，温度为400℃，反应时间为60min。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于：步骤(3)反应条件为，温度为350-430℃，优选为380℃。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于：步骤(3)反应时间为60min，氢气压力为6MPa。

在本发明的一个优选实施方式中，其特征在于：步骤(3)所选催化剂为Rh/C(5wt.%Rh)，Ir/C(5wt.%Ir)，Pt/C(5wt.%Pt)，活性炭，Ru/C(5wt.%Ru)或Pd/C(5wt.%Pd)，优选为Rh/C(5wt.%Rh)。