[发明专利]一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺

说明书

本发明涉及一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺，以生物质为原料，经预处理、热解反应和催化裂解反应，得到液体燃料，技术关键在于催化裂解反应时所使用的催化剂，该催化剂是利用硅藻土、α‑萘胺单体制成的载体浆液与正硅酸乙酯、ZSM‑5分子筛、硫脲等制成的分子筛浆液混合制备而得。借助于该催化剂的催化作用，实现了生物质的较高转化率，对生物质充分降解，所得液体燃料的热值高。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺。

背景技术

传统燃料在在燃烧时特别容易导致燃烧不完全，尾气中的颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物含量很高，对环境造成了极大污染和危害。而且，近年来随着经济和人类社会的迅猛发展，全世界范围的石化资源加剧消耗，就我国而言，近年来随着国民经济的快速发展，我国对石油资源的需求持续增长，即使按照比较慢的消费增长速度预测，未来也会有较大的石油供应缺口，对外依存程度上升，势必会带来严重的石油安全问题，而石油安全又是国家安全的一个重要组成部分。全球的石油资源是非常有限的，石油产品的价格随着全球储备量的减少而不断攀升，给人们的生活以及交通运输带来了严重的经济负担。

因此，为了应对石油资源短缺和减少环境污染，发展低碳环保的可再生能源成为当务之急。此时生物液体燃料作为一种未来可期的可再生能源便应运而生了。

生物液体燃料是一种清洁并且可持续循环使用的能源类型，是一种清洁并且可持续循环使用的能源类型，目前一般采用热化学转化法，利用固体生物质为原料在一定的温度和压力下，经过一系列复杂的物理化学反应，使固体生物质转化为液体燃料。但是现有的生物质燃料存在燃烧不彻底和浪费严重的问题，这直接导致了积碳高和燃料利用率低，已经成为制约当前生物液体燃料发展的一大瓶颈。热化学转化法又可以分为直接液化和间接液化两种方法，前者工艺过程复杂，能耗高而且生产过程中产生的焦油难以去除，后者的转化率比较低，一般低于45w.t.％(以干物质的重量计)。

专利CN106318477B公开了一种生物质催化热解制备高品位液体燃料的方法，以W₂N/AC、Mo₂N/AC、WP/AC或MoP/AC为催化剂，对生物质进行热解制得液体燃料，尽管避免了使用贵金属，但是生物质转化率不高，所得液体燃料的热值不理想，燃烧品质较差，仍然不能满足生产需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺，生物质转化率高，液体燃料的热值高。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于生物质的液体燃料的生产工艺，以生物质为原料，经预处理、热解反应和催化裂解反应，得到液体燃料；以重量份计，在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的：

(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液，接着向悬浊液中加入65～75份α-萘胺单体，经聚合反应，过滤洗涤，焙烧碳化，再分散于水中制成固含量30～40w.t.％的载体浆液；

(B)然后向pH＝3.5～4.5的酸溶液中加入1～2份正硅酸乙酯、4～6份ZSM-5分子筛，搅拌水解，烘干并与0.3～0.5份硫脲混合研磨均匀，焙烧，得到复合粉，接着将该复合粉分散于水中，制成固含量为40～50w.t.％的分子筛浆液；

(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.03～0.04份粘结剂，超声波振荡5～10分钟，得到预混液；

(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液，超声波振荡20～30分钟，干燥，即得所述催化剂。

优选的，所述生物质选自稻壳、柏树叶、麻杆、棉籽壳、甘蔗渣、核桃壳或栗子壳中的任一种或几种。

优选的，预处理的具体方法为：将生物质浸泡于4～6倍重量的质量浓度20～30％氢氧化钠溶液中，300～450W微波处理5～8分钟，过滤取固体残余物。