[发明专利]一种利用生物质生产燃料油和化工原料的工艺

说明书

本发明涉及生物能源领域，具体涉及一种利用生物质生产燃料油和化工原料的工艺，其浆液的配制步骤为，将秸秆依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与第一催化剂和硫化剂混合得到混合物，将上述混合物加入至油品中研磨制浆，制得秸秆浓度为30～60wt％的生物质浆液，本发明首创性的将秸秆进行了先压缩后二次粉碎的处理工艺，通过将生物质进行压缩处理，使松散的秸秆先后经历重新排位、机械变性和塑形流变等阶段，使得秸秆的密度和比重增大，使之有利于分散在油品中，并可提高其在油品中的含量，增加反应物料的浓度，提高了泵在单位时间内对生物质的输送量，保证了泵的平稳运转和输送，提高了生物质的转化率和油相收率。

技术领域

本发明涉及生物能源领域，具体涉及一种利用生物质生产燃料油和化工原料的工艺。

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，生物质的液化机理如下：生物质首先裂解成低聚体，然后再经脱水、脱羟基、脱氢、脱氧和脱羧基而形成小分子化合物，小分子化合物接着通过缩合、环化、聚合等反应而生成新的化合物。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，其一般包括固体物料干燥、粉碎、制浆、升温、加压、反应、分离等复杂的工序。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。

上述工艺实现了由生物质向生物油的转换，但上述技术中，一方面，由生物质和重油形成的浆料需要由泵输送至浆态床加氢反应器中，而多数生物质(例如秸秆)因具有丰富的孔隙率造成其比重较低，使之较难溶于生物质液化溶剂中，造成浆液中生物质的浓度较低(上述技术中生物质仅占重油质量的5～20wt％)，从而导致泵在单位时间内对生物质的输送量有限，造成上述加氢共液化工艺的生产效率较低、工业成本较高、能耗较大；另一方面，具有孔隙率的生物质易漂浮于液化溶剂表面，加之作为浆料溶剂的重油粘度较大，使得上述浆料不易流动，易造成输送管道的堵塞从而难以实现泵的平稳运输。现有技术虽然尝试在浆液中加入分散剂来提高生物质在浆液中的浓度及分散性，但分散剂的加入往往会影响制得的生物油的品质。此外，上述技术中生物质转化率和油相收率较低，其生物质转化率仅为90％左右，油相收率仅在70％左右。

为此，如何对现有的生物质液化工艺进行改进以增加浆液中生物质的浓度、提高单位时间内泵对生物质的输送量、实现泵的平稳运输、降低能耗、提高生物质转化率和油相收率，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，泵对生物质的输送量少且运输不平稳、能耗高、生物质转化率低、油相收率低的缺陷，进而提供一种利用生物质生产燃料油和化工原料的工艺。

为此，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种利用生物质生产燃料油和化工原料的工艺，包括如下步骤：

(1)配制含有第一催化剂、硫化剂和生物质的浆液，向所述浆液中通入氢气以发生一级加氢反应，控制反应压力为15-25MPa、反应温度为260-350℃，得到一级加氢产物；