[发明专利]一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法

说明书

本发明涉及一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，其方法如下：取MCM‑48介孔分子筛和浸渍在钴盐和金属硼酸盐的溶液中焙烧得分子筛催化剂，取木质素原料、糖类原料烘干后在裂解反应流化床中升温微波裂解，油气经分子筛催化剂进一步催化裂解，冷凝回收油液，油液与供氢混合溶剂、Ru/C催化剂进行加氢脱氧，离心进行超临界萃取提质，萃取塔顶部物料进入减压的一级分离塔和二级分离塔中进行连续减压分离，获得生物质液体燃料成品，改性的MCM‑48分子筛催化剂两步法催化裂解生物质木质素原料和糖类原料，加强脱氧反应后经超临界萃取提质和减压分离，降低了生物质液体燃料的反应温度和酸值，提高了液气转化率、高碳数油液收率和产品热值。

技术领域

本发明涉及一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，属于生物质液体燃料生产技术领域。

背景技术

随着人们对能源需求的不断增加，以绿色的生物质能源替化石能源是能源可持续发展的重要途径，利用生物质资源如农作物秸秆和农业加工剩余物、薪材及林业加工剩余物、禽畜粪便、工业有机废水和废渣、城市生活垃圾和能源植物等生产液体燃料，可有效减少有害气体、烟尘和温室气体，益于改善环境质量。生物质主要通过生物化学转化、热化学转化为可利用能源，通过沼气池厌氧发酵分解甲烷和二氧化碳热能较高沼气或酵母进行糖类发酵分解成乙醇等生物方法，存在生化反应时间长、后处理复杂和副产品难以利用且对生化反应影响较大的技术缺陷，而包括燃烧、汽化、液化、氢化和热裂解的化学过程可将生物质直接氢化或分解，有利于简化操作、经济性更好。

热裂解制程为间接加热将碳氢化合物分解后重组，将高沸点、巨大分子的有机物质裂解或分解为较低分子的物质如轻油及柴油等高价物质，但传统热裂解对导热性较低的生物质原料加热升温时间较长，至少在500-600℃以上才能裂解导致处理量有限，操作和能源成本较高，且快速热裂解产品中含有大量水和酸值，影响燃烧稳定性且无法与传统燃油混合，含氧量低、重整脱除工艺复杂、液态油收率和燃烧热值不高，难以满足燃料生产和应用需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，改性的MCM-48分子筛催化剂两步法催化裂解生物质木质素原料和糖类原料，加氢脱氧反应后经超临界萃取提质和减压分离，降低了生物质液体燃料的反应温度和酸值，提高了液气转化率、高碳数油液收率和产品热值。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，其中，其方法如下：

S1：取MCM-48介孔分子筛和浸渍在钴盐和金属硼酸盐混合的等质量比溶液中，过滤经焙烧处理获得分子筛催化剂，所述钴盐为乙二胺四乙酸二钠钴盐，金属硼酸盐为硼酸锡或硼酸钼，焙烧温度为350-450℃、焙烧时间为2-3h；

S2：取木质素原料、糖类原料经过烘干处理、投入设有微波发生器的裂解反应流化床中，所述木质素原料和糖类原料包括的木材、树皮、小麦、水稻、农林废弃物、甘蔗和田菜一种或多种、并控制含水量低于20％；

在负压厌氧条件下升温裂解生成灰分和油气，油气送入裂解反应流化床上层的催化反应区中，在分子筛催化剂作用下进一步裂解、并冷凝回收油液，收集床底灰分，裂解反应流化床的反应压力为-5.5～-0.6Mpa，反应温度为320-385℃，微波发生器的微波功率为50-800W，微波频率500-1000MHz，裂解时间为3-6h，油气冷凝时产生的不冷凝气体用于循环并提供催化裂解反应流化床部分热量；

S3：取油液与供氢混合溶剂、Ru/C催化剂投入高压反应器中进行加氢脱氧反应，油液与供氢混合溶剂的质量比为100:(6-15)，所述供氢混合溶剂由苯甲醇、四氢喹啉、四氢酚萘、乙酸乙酯、苯甲酸苄酯中的两种或两种以上按等质量比组成，高压反应器中的反应压力为5-8Mpa，反应温度为280-370℃，高压反应器内设有间歇开启且搅拌速率为80-150r/min的搅拌器，反应时间为1-2h；