一种生物质直接液化的方法技术

本发明专利技术涉及生物能源领域，具体涉及一种生物质直接液化的方法，其生物质浆液的配制步骤为，将植物油渣依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与加氢催化剂、硫化剂混合得到混合物，将上述混合物加入至供氢溶剂中研磨制浆，制得植物油渣浓度为50‑65wt％的生物质浆液，本发明专利技术首创性的将植物油渣进行了先压缩后二次粉碎的处理工艺，使得植物油渣的体积大幅度降低，使之有利于分散在油品中，并可提高其在油品中的含量，增加了反应物料的浓度，提高了泵在单位时间内对生物质的输送量，保证了泵的平稳运转和输送。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质直接液化的方法
本专利技术属于生物质液化
，具体涉及一种生物质直接液化的方法。
技术介绍
一切可以生长的有机物均统称为生物质，在广义上，生物质是指包括所有的植物、微生物，以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物；在狭义上，生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、棕榈油渣和大豆油渣等植物油渣、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。各种生物质之间存在相互依赖和相互作用关系，生物质可以作为食物和工业原料，还可以改善环境和调节气候，此外，生物质还具有可再生性、低污染性、广泛分布性的特点，使其成为可再生能源的重要组成部分，因此，如何高效开发利用生物质能，对解决能源、生态环境问题都将起到十分积极的作用。生物质液化得到液化油是生物质资源利用中的重要组成部分。生物质的液化机理如下：生物质首先裂解成低聚体，然后再经脱水、脱羟基、脱氢、脱氧和脱羧基而形成小分子化合物，小分子化合物接着通过缩合、环化、聚合等反应而生成新的化合物。目前生物质液化技术主要可分为间接液化和直接液化两大类，其中，生物质直接液化技术是指在溶剂或催化剂的作用下，采用水解、超临界液化或通入氢气、惰性气体等，在适当的温度、压力下将生物质直接从固体液化成液体。例如，中国专利文献CN103540414A公开了一种棕榈油渣和酸化油炼制生物柴油的方法，其首先将棕榈油渣和酸化油预热为液体，而后用高温油泵将液态的棕榈油渣和酸化油送入到电热炉中加热，在200℃以内完成水分蒸发，在220-380℃之间蒸发出油蒸汽，油蒸汽经过裂解催化剂管道，催化后转变成18碳以下短链脂肪酸，然后短链脂肪酸酯化，最后将酯化后的短链脂肪酸转化为生物柴油。上述工艺实现了由植物油渣向生物油的转换。但上述技术中，一方面，由棕榈油渣和酸化油形成的浆料需要由泵输送至裂解催化剂管道中，而多数植物油渣因具有丰富的孔隙率造成其比重较低，使之较难溶于溶剂油中，造成浆液中植物油渣的浓度较低，从而导致泵在单位时间内对植物油渣的输送量有限，造成上述工艺的生产效率较低、工业成本较高、能耗较大；另一方面，具有孔隙率的植物油渣易漂浮于溶剂油表面，加之作为浆料溶剂的酸化油粘度较大，使得上述浆料不易流动，易造成输送管道的堵塞从而难以实现泵的平稳运输。现有技术虽然尝试在浆液中加入分散剂来提高植物油渣在浆液中的浓度及分散性，但分散剂的加入往往会影响制得的生物油的品质。为此，如何对现有的生物质的裂解催化工艺进行改进以增加浆液中植物油渣的浓度、提高单位时间内泵对植物油渣的输送量、实现泵的平稳运输、降低能耗这对于本领域技术人员而言依旧是一个亟待解决的技术难题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的生物质裂解催化工艺中，泵对生物质的输送量少且运输不平稳、能耗高的缺陷，进而提供一种生物质直接液化的方法。本专利技术所提供的生物质直接液化的方法，包括如下步骤：一种生物质直接液化的方法，包括如下步骤：(1)将生物质、加氢催化剂、硫化剂和供氢溶剂混合，制得生物质浆液；(2)将所述生物质浆液和氢气进行第一液化反应，收集第一反应产物；(3)将所述第一反应产物和氢气进行第二液化反应，收集第二反应产物；(4)对所述第二反应产物于290-460℃下进行第一气液分离，收集第一液相和第一气相；(5)将所述第一气相于30-60℃下进行第二气液分离，收集第二液相，混合所述第一液相和所述第二液相得到液相；(6)对所述液相进行第一蒸馏，收集轻质馏分和重质馏分；(7)对所述重质馏分进行第二蒸馏，分离出馏出油和残渣，所述轻质馏分和所述馏出油为液化所得液体；步骤(1)中，所述生物质为植物油渣，所述生物质浆液的配制步骤为，将植物油渣依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与所述加氢催化剂、硫化剂混合得到混合物，将所述混合物加入至所述供氢溶剂中研磨制浆，得到植物油渣浓度为50-65wt％的所述浆液。本专利技术中的植物油渣可以是棕榈油渣、大豆油渣、花生油渣、皂角油渣、亚麻油渣、蓖麻油渣、菜子油渣或橄榄油渣中的一种或多种等；所述生物质浆液的配制步骤中，将所述植物油渣进行压缩的压力为3-5MPa、温度为40-60℃。所述浆液的配制步骤中，所述植物油渣的干燥温度为80-110℃、时间为2-6h，所述植物油渣干燥后的含水率低于2wt％；初粉碎后的中位粒度为100-300μm；经二次粉碎后中位粒度为30-50μm、二次粉碎后堆密度为1500-1600kg/m3。所述浆液的粘度为300-700mPa﹒s(50℃)。所述研磨制浆为搅拌制浆、分散制浆、乳化制浆、剪切制浆或均质制浆。所述步骤(1)中，所述生物质与所述加氢催化剂、所述硫化剂的质量比为100:(1-5)：(0.2-0.4)；所述加氢催化剂的粒度为10-20μm；所述加氢催化剂为下述催化剂中的至少一种：1)无定型氧化铁和/或无定型羟基氧化铁；2)负载活性成分的无定型氧化铝，所述活性成分为第VIB金属、第VIIB金属或第VIII族金属的氧化物中的至少一种，所述活性成分的含量为10-25wt％。所述步骤(2)中，所述第一液化反应的反应条件如下：反应温度为300-460℃；反应压力为13-24MPa；气液比为800-1500NL/kg；所述生物质浆液的空速为0.3-1.5t/m3·h。所述步骤(3)中，所述第二液化反应的反应条件如下：反应温度为300-460℃；反应压力为15-25MPa；气液比为850-1500NL/kg；所述生物质浆液的空速为0.3-2t/m3·h。所述步骤(6)中，所述第一蒸馏的温度为260-400℃、压力为0.1-0.7Mpa；所述步骤(7)中，所述第二蒸馏的温度为300-400℃、压力为5-20kpa。所述步骤(5)中，还包括收集所述第二气液分离所得第二气相，并将所述第二气相与所述步骤(2)和/或所述步骤(3)中的氢气混合进入反应体系。还包括对所述液体进行加氢反应，收集加氢产物，并对所述加氢产物进行分馏，得到轻质油和重质油，并将所述重质油返回至步骤(1)中作为供氢溶剂的步骤。所述加氢反应的条件如下：反应温度为300-430℃；反应压力为13-25MPa；气液比为800-1500NL/kg；空速为0.5-2h-1；所述分馏的温度为280-390℃。在对所述加氢产物进行分馏之前，还包括对所述加氢产物进行第三气液分离，收集第三气相和第三液相的步骤，所述第三气相与所述步骤(2)和/或所述步骤(3)中的氢气混合进入反应体系，或者将所述第三气相外排，所述第三液相进行所述分馏步骤。本专利技术所述供氢溶剂为煤焦油、柴油、废塑料油、芳香抽提油、废橡胶轮胎油或催化裂化油浆中的一种或多种。本专利技术所述硫化剂可为硫磺、二硫化碳或二甲基二硫醚。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的生物质直接液化的方法，其生物质浆液的配制步骤为，将植物油渣依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与加氢催化剂、硫化剂混合得到混合物，将上述混合物加入至供氢溶剂中研磨制浆即得植物油渣浓度为50～65wt％的浆液，本专利技术首创性的将植物油渣进行了先压缩后二次粉碎的处理工艺，通过将生物质进行压缩处理，使松散的植物油渣先后经历坍塌、闭合等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质直接液化的方法，包括如下步骤：(1)将生物质、加氢催化剂、硫化剂和供氢溶剂混合，制得生物质浆液；(2)将所述生物质浆液和氢气进行第一液化反应，收集第一反应产物；(3)将所述第一反应产物和氢气进行第二液化反应，收集第二反应产物；(4)对所述第二反应产物于290‑460℃下进行第一气液分离，收集第一液相和第一气相；(5)将所述第一气相于30‑60℃下进行第二气液分离，收集第二液相，混合所述第一液相和所述第二液相得到液相；(6)对所述液相进行第一蒸馏，收集轻质馏分和重质馏分；(7)对所述重质馏分进行第二蒸馏，分离出馏出油和残渣，所述轻质馏分和所述馏出油为液化所得液体；步骤(1)中，所述生物质为植物油渣，所述生物质浆液的配制步骤为，将植物油渣依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与所述加氢催化剂、硫化剂混合得到混合物，将所述混合物加入至所述供氢溶剂中研磨制浆，得到植物油渣浓度为50‑65wt％的所述浆液。

【技术特征摘要】
1.一种生物质直接液化的方法，包括如下步骤：(1)将生物质、加氢催化剂、硫化剂和供氢溶剂混合，制得生物质浆液；(2)将所述生物质浆液和氢气进行第一液化反应，收集第一反应产物；(3)将所述第一反应产物和氢气进行第二液化反应，收集第二反应产物；(4)对所述第二反应产物于290-460℃下进行第一气液分离，收集第一液相和第一气相；(5)将所述第一气相于30-60℃下进行第二气液分离，收集第二液相，混合所述第一液相和所述第二液相得到液相；(6)对所述液相进行第一蒸馏，收集轻质馏分和重质馏分；(7)对所述重质馏分进行第二蒸馏，分离出馏出油和残渣，所述轻质馏分和所述馏出油为液化所得液体；步骤(1)中，所述生物质为植物油渣，所述生物质浆液的配制步骤为，将植物油渣依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与所述加氢催化剂、硫化剂混合得到混合物，将所述混合物加入至所述供氢溶剂中研磨制浆，得到植物油渣浓度为50-65wt％的所述浆液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物质浆液的配制步骤中，将所述植物油渣进行压缩的压力为3～5MPa、温度为40-60℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浆液的配制步骤中，所述植物油渣的干燥温度为80～110℃、时间为2～6h，所述植物油渣干燥后的含水率低于2wt％；初粉碎后的中位粒度为100-300μm；经二次粉碎后中位粒度为30-50μm、二次粉碎后堆密度为1500～1600kg/m3。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述生物质与所述加氢催化剂、所述硫化剂的质量比为100:(1-5)：(0.2-0.4)；所述加氢催化剂的粒度为10-20μm；所述加氢催化剂为下述催化剂中的至少一种：1)无定型氧化铁和/或无定型羟基氧化铁；2)负载活性成分的无定型氧化铝，所述活性成分为第VIB金属、第VIIB金属或第VIII族金属的氧化物中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林科，李林，郭立新，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11