[发明专利]一种用于木醋液及生物油提质催化剂的制备与应用方法

说明书

以生物质为原料制备得到活性炭时，副产大量木醋液。木醋液中的油相组分，化学组成与生物油较为接近，含有50‑65%的有机成分（主要为有机酸，醛，酮类、呋喃类、酚类、愈创木酚、二甲氧基苯酚和糖类），15‑30 wt%的水分，20%的胶质成分。因此，对木醋液中油相组分进行加氢脱氧处理，能够有效提升其品质，得到液体燃料。本发明申请的方法，采用具有特殊结构、高效电子传输性能、稳定机械强度的载体，一步法与活性组分相结合，得到性能良好的加氢去氧催化剂。具有方法简便、载体和活性组分之间的协同效应好等优势。对木醋液油性组分进行催化加氢去氧后，大幅减少酸、醛、酮类等不稳定化合物，增加芳烃、醇、酯等产物，改进生物燃料品质。

技术领域

本发明涉及一种新型贵金属-过渡金属/碳材料负载型催化剂的制备，及其在木醋液油相组分、生物油等物质中催化加氢去氧的应用方法。通过本发明的过程，将木醋液、生物原油进行精制，得到环烷烃、芳烃等化合物，广泛应用于燃料、化工平台分子和中间体。本方法不依赖于石油、煤炭等矿产资源，属于生物质化工技术领域。

背景技术

随着经济和社会的快速发展，造成能源供应较为紧张，尤其是对运输用燃料的需求更为迫切。大量使用化石燃料资源引发的环境问题、生态问题，使可再生能源和燃料的研发已经成为一个研究热点。生物质作为唯一可再生的碳资源，可以通过定向催化转化，制备可再生的能源。通过快速热解法，可将各类木材废渣、农作物秸杆、草本植物和木本植物热解为生物油。另外，以上述各类秸杆为原料，通过水蒸汽活化、化学活化等方法制备得到活性炭的同时，副产大量木醋液。木醋液中的油相组分，其化学组成与生物油较为接近。生物油和木醋液中油相组分含有50-65％的有机成分(主要为有机酸，醛，酮类、呋喃类、酚类、愈创木酚、二甲氧基苯酚和糖类)，15-30wt％的水分，20％的胶质成分。而这些化合物中含有大量的氧组分，会导致生物原油的性能较差，包括热值低、不稳定、高粘度和腐蚀性等。因此，去除生物油和木醋液中油相组分中多余的氧原子，是升级生物油品质的必经之路。对生物油和木醋液中油相组分进行加氢脱氧处理是一种有效提升质量的方法，在此过程中，催化剂是提质改性的关键。

目前已经公布的相关发明专利，主要包括：

发明专利CN201610284615.0对生物油加氢脱氧的方法及其所用的催化剂及其制备方法申请的催化剂，其活性组分至少含有VIB族金属中的一种或多种，VIII族金属中的一种或多种组成，以及VB族金属中的一种或多种(VIB族金属优选为Cr、Mo、W中的至少一种，所述VIII族金属优选为Fe、Co、Ni中的至少一种；所述VB族金属优选为钒、铌、钽中的至少一种)，在焙烧浸渍有活性组分的催化剂载体的过程中，使所述浸渍有活性组分的催化剂载体与含氧有机物接触，完成所述焙烧得到氧化态催化剂；

发明专利CN201610284189.0采用的活性组分与上述专利相同，制备方法调整为：取经过焙烧的浸渍有活性组分的催化剂载体，使其吸附含氧无机酸，并经高温干燥处理，之后进行硫化处理，即得产品；

发明专利CN201510165579.1公开了一种生物油基含氧化合物加氢脱氧催化剂及其制备方法，该催化剂包括载体为二氧化硅，活性组分为相互紧密接触的金属磷化物和贵金属，金属磷化物为磷化镍或磷化钼，贵金属为钯、铂或钌，金属磷化物5～15％，贵金属0.1～1.0％，余量为载体，该催化剂的反应条件温和，活性、选择性高；

发明专利CN201510779776.2公开了生物质热催化转化及精制制备航空燃料的工艺方法，包括航空燃料前驱体加氢脱氧制备符合航空燃料指标的生物航空燃料，催化剂分别为Pt/C与Co-Mo/Al₂O₃混合物，Pt/C与Co-Mo/Al₂O₃的质量比为1:1，Pt与C的质量比为0.01:1，Co/Mo与Al₂O₃的质量比为0.02/0.03:1；反应器入口温度为120℃，出口温度为320℃，反应压力为5MPa，该方法具有原料来源广泛、充分考虑生物质原料特点、航空燃料收率高、品位高等优点；