[发明专利]一种生物质资源的综合化利用工艺

说明书

技术领域

本发明属于能源工程技术领域，具体涉及一种生物质资源的综合化利用工艺专利申请。

背景技术

伴随着化石能源的日渐枯竭及环境问题的日益严峻，可再生能源的综合利用受到越来越广泛的重视。生物质能是可再生能源中唯一可以直接生成气液固燃料的能源，也是唯一能够代替成品油、天然气的可再生能源。因而，规模化开发生物质能源不仅可以缓解能源枯竭问题，同时具有良好的社会效益和经济效益。

生物质间接液化技术（通过生物质合成气进一步合成液体燃料）是生物质资源利用的重要途径之一。该技术是将生物质资源转变为液体燃料，从而取代一定柴油和煤等化石燃料的消耗，进而减少二氧化碳、二氧化硫等温室气体或有害气体的排放。由生物质经由合成气制混合醇是一种重要的生物质间接液化技术，有着广泛的应用前途，目前国际上合成气制混合醇的主流工艺主要有以下四种：由Snam公司与Topsøe公司联合开发的MAS工艺、由Lurgi公司开发的Octamix工艺、由Dow化学公司和联碳公司开发的Sygmol工艺和由法国石油科学研究院（IFP）开发的IFP工艺。国内中国科学院山西煤炭化学研究所、也进行了混合醇催化剂开发和反应工艺研究，另外中国科学院大连化学物理研究所、厦门大学、中国科技大学、北京大学、清华大学等科研单位也在合成气制混合醇方面开展了大量研究工作。但这些工艺大都是基于煤基合成气制备混合醇工艺，基于生物质基合成气制混合醇工艺研究相对较少，且现有的生物质间接液化工艺普遍存在能耗大、原料利用率不高的缺陷，因而极有必要对此技术进一步进行改进，同时能够对生物质资源的转化以尽可能的综合开发利用。

发明内容

本发明目的是提供一种生物质资源的综合化利用工艺，在将生物质资源转化为燃料的同时能够综合化利用转化过程中的副产物，从而实现生物质资源的全面和充分利用，进而达到节约资源、保护环境的目的。

本发明所采取的技术方案详述如下。

一种生物质资源的综合化利用工艺，包括如下步骤：

（1）生物质资源原料经固定床气化炉气化或流化床气化，制备粗合成气；其中气化过程中产生的高温烟气可用于对生物质资源原料进行干燥，以便于进一步的合成气的生成，而合成气生成后的灰渣（即，气化后生物质灰渣）可作为生产磷钾复合肥生产原料；

（2）对步骤（1）中所制备的生物质粗合成气进行除尘；

（3）对步骤（2）中经除尘后的液体物料用板式分馏塔分离出木醋液和焦油；其中焦油经蒸馏分离精制用于生产生物汽油、生物柴油等，木醋液经分离后送入储罐用于制造饲料、肥料等；

（4）对步骤（2）中净化后的合成气进行合成气重整、合成气变换（用于调节H₂/CO比例）、脱碳吸收后，在催化剂催化作用下于醇合成塔内合成制备成粗多元醇；

对所制备的粗多元醇，可进一步采用共沸精馏法或萃取精馏法进行分离精制；

上述制备过程中，所述合成气重整，采用负载型镍基催化剂，合成气重整时，反应温度设计为700~900℃，空速设计为3000~10000 h^-1；

所述合成气变换，采用低温变换工艺，其技术原理为：将重整后的生物质合成气与水蒸汽，经CeO₂/ZrO₂负载的Cu基催化剂作用后转化为氢气和二氧化碳，从而使原料气中H₂/CO比达到合成制备多元醇的最佳范围（1~2.5，即，以摩尔比计，H₂：CO=1~2.5：1）；合成气变换反应设计反应温度为150~400℃，汽气比为0.5~2（即，以摩尔比计，水蒸汽：合成气=0.5~2:1），空速为1000~5000h^-1；

所述脱碳吸收，其目的将合成气变换后所产生的CO₂分离出来，具体可采用低温甲醇洗工艺、变压吸附工艺或膜分离工艺；

醇合成塔内合成气制备成多元醇时，具体可采用固定床三级串联工艺，反应时：

催化剂可选择CoCuK/ZrO₂-Al₂O₃；

以摩尔比计，H₂：CO=1~2.5：1；

反应温度设计为200~500℃，反应压力设计为2~7Mpa，空速为1000~8000h^-1；