[发明专利]一种掺混生物焦油生产炭黑的方法

权利要求书

1.一种掺混生物焦油生产炭黑的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将经过预处理的生物焦油掺混到炭黑原料油中形成混合油，然后在工作气体I的作用下与高温热载体发生炭化反应得到炭化气相产物和炭化固相产物；

2)将步骤1)得到的炭化气相产物经气固分离和精细过滤后一部分用于步骤1)中生物焦油的预处理，炭化固相产物经过多次气固分离得到高品质炭黑产品和失活的、含有部分炭黑产品的热载体；

3)将步骤2)得到失活热载体在工作气体II的作用下进行再生。

2.如权利要求1所述的掺混生物焦油生产炭黑的方法，其特征在于，步骤1)中，所述生物焦油为生物质热加工处理得到的液体重质油，包括热解过程形成的热解焦油、液化过程形成的液化重油、催化转化过程形成的裂解焦油中的一种或多种；

所述炭黑原料油为澄清油、煤焦油、乙烯焦油、蒽油、炭黑油、杂酚油中的一种或几种；

所述工作气体I为氮气、一氧化碳、二氧化碳中的一种或多种组成的混合物或者烟气，流量控制在0.01～0.1m³/h，所述烟气为来自再生器的高温烟气。

3.如权利要求2所述的掺混生物焦油生产炭黑的方法，其特征在于，所述热解焦油为林木焦油、秸秆焦油、麦秆焦油、微藻焦油、海藻焦油、果壳焦油中的一种或多种；所述液化重油为酸液化重油、碱液化重油、离子液体液化重油以及临界水液化重油中的一种或多种；所述裂解焦油为催化裂解焦油、催化重整焦油、酯化焦油、醚化焦油中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的掺混生物焦油生产炭黑的方法，其特征在于，步骤1)中，生物焦油的预处理包括加氢脱氧、机械过滤和油水分离，具体的：生物焦油首先在温度200～400℃、压力1～10MPa、气体空速0.1～1h^-1条件下，加氢脱氧反应1～4小时，得到脱氧生物焦油，生物焦油脱氧率为60～85％，氧含量为4～10％；然后将上述脱氧生物焦油进行机械过滤处理，所述机械过滤为离心过滤、真空过滤、板框过滤、沉降过滤、旋风过滤中的一种；再将上述过滤后的生物焦油在温度50～80℃进行两级油水分离，得到预处理后的生物焦油；

所述加氢脱氧反应中使用的气体为步骤2)中炭化气相产物经气固分离和精细过滤后得到的富氢气体，富氢气体温度为600～1000℃，无需冷却直接对生物焦油进行加氢脱氧反应。

5.如权利要求1所述的掺混生物焦油生产炭黑的方法，其特征在于，步骤1)中，所述热载体包括CO₂吸收组分和支撑体，按照质量百分数计，CO₂吸收组分为40～70％、支撑体为30～60％；

CO₂吸收组分为氧化钙、氧化镁、氧化锂、氧化钡、氧化锶的一种或几种组合；所述支撑体为氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化锆的一种或几种组合；

所述热载体采用喷雾干燥的方法制备，具体过程如下：按照一定质量比例配制浓度5～20％的CO₂吸收组分前驱体溶液和2～10％的支撑体前驱体溶液，在室温条件下将两种前驱体溶液进行混匀，然后在180～260℃进行喷雾干燥，形成的固体混合物在1200～1400℃焙烧4～6小时得到粉状热载体，再在旋转压片机上于5～20KN压力下制备粒径0.2～1mm的成型热载体；所述的CO₂吸收组分前驱体为硝酸锶、硝酸钙、硝酸镁、硝酸锂、硝酸钡、醋酸钙、醋酸镁、醋酸锂、醋酸钡、氢氧化锶、氢氧化锂、氢氧化钡中的一种或几种组合；所述支撑体前驱体为硝酸铝、偏铝酸、铝溶胶、正硅酸乙酯、硅溶胶、钛酸正丁酯、硝酸钛、硝酸锆、氯氧化锆、氯化钛的一种或几种组合。

6.如权利要求5所述的掺混生物焦油生产炭黑的方法，其特征在于，所述CO₂吸收组分为氧化锶、氧化镁和氧化钙按照质量比为1:0.02～0.2：0.01～0.1组成，所述支撑体为氧化铝和氧化锆按照质量比为1：0.1～1组成。