[发明专利]一种生物质多级催化裂解制备低碳烯烃的方法

说明书

本发明属于生物质能源领域，并公开了一种生物质多级催化裂解制备低碳烯烃的方法，包括如下步骤：(1)将生物质原料送入到流化床反应器，发生脱氧裂解反应得到热裂解产物；(2)将热裂解产物分离得到固体产物和气相产物；(3)将气相产物送入冷凝装置，得到轻质生物油A和合成气；对合成气进行水煤气分离得到混合气体A和混合气体B；(4)将水蒸气、轻质生物油A和混合气体A同步通入反应炉中得到低碳烯烃合成物；(5)将低碳烯烃合成物经气液分离得到轻质生物油B和粗低碳烯烃气体，粗低碳烯烃气体经裂解气分离，得到纯低碳烯烃混合气。本发明工艺操作简单，灵活性强，适用于绝大多数生物质，且条件温和，容易控制，产品产率高，质量稳定。

技术领域

本发明属于生物质能源领域，更具体地，涉及一种制备低碳烯烃的方法。

背景技术

以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是最基本的有机化工原料，其用途非常的广泛。

虽然我国烯烃生产已具有相当规模，但消费自给率低，供求矛盾仍很突出。2015年我国乙烯产量1714万吨，但表观消费量约1866万吨。长期以来，我国主要以石油为原料制取烯烃为主，但我国石油消费主要依靠进口，2015年原油对外依存度首次超过60％。因此，扩大烯烃原料种类、采用非石油原料生产低碳烯烃成为业内关注的焦点。

现有制备低碳烯烃的非石油原料包括天然气、煤、甲醇以及生物质等。其中生物质作为原料来制取烯烃有着广阔的前景。一方面我国是农业大国，有丰富的生物质储量；另一方面生物质是一种廉价的清洁能源，且是世界上唯一一种能够转化为烯烃的可持续碳源。近年来，越来越多的学者探索利用生物质来制备低碳烯烃的方法。

中国专利CN104059682公开了一种生物质选择性热解-梯级转化制备航空燃油的装置及方法，以生物质为原料，生物质从选择性热解反应器底部进入，在HZSM-5、SAPO-34、Fe/HZSM-5、Cu/HZSM-5或Ga/HZSM-5中的一种沸石微孔类催化剂作用下直接制备低碳烯烃。

专利CN101747134公开了一种利用生物质原料催化裂化生产低碳烯烃的方法，将生物质原料或含生物质与烃油的原料与由50wt％～95wt％的包括氧化铝的载体和5wt％～50wt％包括高硅沸石的沸石组成的裂化催化剂接触，在催化裂化的条件下进行反应生成低碳烯烃。

专利CN101885654公开一种微藻催化裂解制取低碳烯烃的方法，以微藻为原料，以沸石分子筛、氧化铝、二氧化硅、硅藻土、酸性白土中的一种或几种多孔材料的混合物为催化剂，在温度400～750℃条件下，将微藻直接催化裂解制取低碳烯烃。

专利CN103012042公开了一种利用生物质制备低碳烯烃的方法，以生物质为原料，将生物质原料经过干燥、破碎输送到低温炭化炉进行热解反应，然后将得到热解产物送入高温气化炉，经过一系列的反应得到合成气，接着将得到的合成气通入第一个固定床反应器中与二甲醚合成催化剂作用发生二甲醚反应，最终反应产物脱水处理后，在常压下通入第二个固定床反应器中与二甲醚转化催化催化剂连续反应，生成低碳烯烃。

专利CN102516004公开了一种以生物质合成气为原料经二甲醚两步法制备低碳烯烃的方法，以低氢碳比生物质合成气为原料，在一步固定床反应器中与Cu/Zn/Al甲醇合成催化剂和HZSM-5甲醇脱水催化剂组成的复合催化剂经合成甲醇、甲醇脱水反应制备出含有较高二甲醚含量的含氧碳氢化合物，反应产物除水后、再升高温度到120℃，在常压下通入二步固定床反应器中与镍重量载量为0.5～1.5％的SAPO-34和HZSM-5机械混合的分子筛连续反应，生成低碳烯烃。