[发明专利]一种生物质的水解加氢工艺

说明书

本发明涉及生物能源领域，具体涉及一种生物质的水解加氢工艺，包括如下步骤：配制含有催化剂和生物质的浆液，向所述浆液中通入氢气以发生反应，并控制反应压力为13～25MPa、反应温度为200～480℃，最终制得生物油。本发明提供了一种反应效率高、无焦炭产生、液收高的生物质的水解加氢工艺。

技术领域

本发明涉及生物能源领域，具体涉及一种生物质的水解加氢工艺。

背景技术

生物质是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质，包括植物、动物、微生物及其排泄与代谢物，它具有可再生性、低污染性和广泛分布性，因此，从能源安全和环境保护出发，生物质的开发利用已成为当前发展可再生能源的战略重点。

生物质液化技术是生物质资源利用中的重要组成部分，目前主要可分为间接液化和直接液化两大类，其中，生物质直接液化技术是指在溶剂或催化剂的作用下，采用水解、超临界液化或通入氢气、惰性气体等，在适当的温度、压力下将生物质直接从固体液化成液体。生物质直接液化技术主要有热解液化、催化液化和加压加氢液化等，尤其以加压加氢液化产品收率高、品质好，但是，加压加氢液化的反应条件苛刻，另外还包括固体物料干燥、粉碎、制浆、升温、加压、反应、分离等十分复杂的工序。例如，中国专利文献CN103242871A公开了一种重油-生物质加氢共液化工艺，该工艺通过将经过干燥的生物质预粉碎至40～100目后再与重油混合形成浆料，并向此浆料中加入催化剂和硫化剂，而后置于浆态床加氢反应器中，控制反应温度为370℃-430℃，氢分压为4-8MPa，进行加氢热裂解反应，反应产物经分馏后得到生物油和焦炭。

虽然上述工艺可使生物质的转化率达到90wt％以上且油相收率在70wt％以上，但由于该技术的反应温度较高，且氢分压较小，从而造成水解、裂化、加氢等反应的效率较低，最终导致生焦量较大，而生焦量大则必将导致液收低。因此，如何对现有的生物质液化工艺进行改进以克服其反应效率低、生焦量大的缺陷，这对于本领域技术人员而言依旧是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的生物质液化工艺中的水解、裂化、加氢等反应不充分、焦炭缩聚现象严重的缺陷，进而提供一种反应效率高、无焦炭产生、液收高的生物质的水解加氢工艺。

为此，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种生物质的水解加氢工艺，包括如下步骤：

配制含有催化剂和生物质的浆液，向所述浆液中通入氢气以发生反应，并控制反应压力为13～25MPa、反应温度为200～480℃，最终制得生物油。

在所述浆液中，所述生物质的含量为10～50wt％，优选为30～40wt％。

在所述浆液中，所述催化剂的含量为0.1～10wt％，优选为2wt％；所述催化剂的粒径为5μm-500μm。

所述浆液的配制方法为：

将所述催化剂加入至液态生物质中以形成所述浆液，所述液态生物质选自植物油、动物油、地沟油或动物粪便中的一种或多种；或者

固体生物质经干燥、粉碎及除灰后与所述催化剂混合得到混合物，将所述混合物加入至油品中，从而形成所述浆液；所述油品为植物油、动物油、煤焦油、石油或本工艺制得的生物油中的一种或多种。

本发明中的固体生物质原料可以是麦子、水稻、玉米、棉花等农作物的秸秆，也可以是芦苇、竹黄草、树木、树叶、瓜果蔬菜等经济作物，还可以是藻类、工业上的木质、纸质废弃物等；可以是一种生物质也可以是多种生物质共同组成的生物质原料。

经干燥后的固体生物质的含水量为3～25wt％，优选为5～15wt％；

经粉碎后的固体生物质的粒度为1～5000μm，优选为50～500μm。