本发明专利技术涉及一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法，其特征在于：称取一定量的微藻、废机油和催化剂依次加入高温高压反应釜，釜内空气用一定压力的氢气替代；将反应釜加热到反应温度并停留一定反应时间；反应结束，将改质油和固体残渣离心分离即可得到改质油；随后，后续改质均以上次改质所得改质油为原料，重复第一次实验操作，经连续4次改质便可得到痕量硫烃类燃料。最终所得改质油的性质如下：C:86.18%，H:13.71%，O<0.1%，N<3 ppm，S<0.01 ppm，H/C摩尔比1.91，热值48.54 MJ/kg，粘度1.89 mPa·S，密度0.800 g/cm3。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源和废弃物再利用
，涉及一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法。
技术介绍
微藻作为一种重要的可再生生物质因其分布广、光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短等突出特点，而日益倍受关注。因此，微藻的利用与转化技术已逐渐成为国内外众多学者重点研究的课题之一，研究主要集中在微藻生物油燃料的制备领域。热解是藻类生物质利用的重要途径，是在完全缺氧条件下，产生液体、气体、固体三种产物的生物质热降解过程。通过热解得到的热解油是一种复杂的混合物，其热值为原料的2倍以上。但热解油粘度大，且N、S、O较高，如直接利用可产生NOx和SOx，造成环境污染。为了提高热解油的产率和品质，研究者将热解过程的惰性氛围改为氢气氛围并添加催化剂（Duanetal.,BioresourceTechnology,136,626-634;Changetal.,BioresourceTechnology,2015,184,349-354.）。临氢热解过程中，氢气的存在可以稳定热解过程中所产生的活性中间体，且催化剂的存在可以对热解油起到在线脱氮、脱氧和脱硫作用，提高了热解油的品质。但临氢催化热解油仍含有较高的N、S、O含量，远高于现行汽柴油标准，仍需进一步改性提质。此外，热解过程中由于热解油粘度大，易发生聚合反应，致使大量积碳产生，进而降低了改质油产率，同时亦加速催化剂的失活。鉴于此，研究者将藻类的临氢催化热解在废机油中进行(Wangetal.,Energy,2016,doi:10.1016/j.energy.2016.03.084)。以废机油为反应介质，不但可增强热解油和废机油的互溶性、减少积碳生成，同时还可将废机油转化为汽油和柴油类烃。据统计，我国交通运输业每年产生2500-3000万吨的废机油，这些废机油如果被遗弃或者处理不当，必将造成严重的环境污染。因此，从节能和环保的角度来讲，研究开发废机油利用新途径是节能环保行业当前亟需解决的问题，将废机油用作临氢热解介质可谓一举多得。专利(公开号：CN104479766A)公开了一锅法制备藻类绿色柴油的新方法，通过反应条件优化，可使最终所得改质油的S含量达到300ppm，而现行国V标准汽油的硫含量要求低于10ppm。此外，此方法为一次改质，且所得改质油需用二氯甲烷溶剂萃取，消耗大量溶剂。鉴于此，本专利技术提一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法，最终制备出硫含量低于0.01ppm的痕量硫烃类燃料。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是一种建立微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案。本专利技术涉及一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法，包括如下步骤：称取一定量的微藻、废机油和催化剂依次加入高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用一定压力的氢气替代；设定反应釜搅拌速率，将反应釜用一定功率的加热套加热到反应温度并停留一定反应时间；反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却。待其冷却至室温减压，排除釜内气体；随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣分离，上层液体即为改质油；随后，后续改质均以上次改质所得改质油为原料(无额外废机油加入)，重复第一次实验操作，经连续多次改质得到痕量硫烃类燃料。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于：反应釜加热套功率为3.0KW，所用微藻/废机油质量比为1:2，催化剂为Pt/C，其添加量为微藻和废机油总重量的5%，反应温度为400°C，时间4h，初始氢气压力为6MPa。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于：改质油和固体残渣采用离心分离，离心机转速12000转/min。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于：一共进行四次连续改质。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于：连续四次改质所得改质油产率依次为34.9，73.3，79.4，80.4wt.%。在本专利技术的一个优选实施方式中，其特征在于：第四次所得改质油的性质分析如下：C:86.18%，H:13.71%，O<0.1%，N<3ppm，S<0.01ppm，H/C摩尔比1.91，热值48.54MJ/kg，粘度1.89mPa·S，密度0.685g/cm3，主要成分为烃类物质(总含量超过70%)。相比于已经公开技术(公开号：CN105199772A，本专利技术的创造性技术优势：1)采用离心法将改质油和固体残渣分离，避免有机溶剂的使用和改质油的二次污染，同时降低了经济成本；2)采用连续改质法，将每步所得改质油再进行改质，经过四次连续改质可得到低于国V标准汽油硫的烃类燃料。具体实施方式实施例1(第一次改质)称取50g微藻、100g废机油和7.5gPt/C(5%Pt)催化剂依次加入1L高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用6MPa的氢气替代。设定反应釜搅拌速率500转/分，将反应釜用3.0KW的加热套加热到400°C并停留4h。反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却。待其冷却至室温减压，排除釜内气体。随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣以12000转/分离心分离，上层液体即为改质油。实施例2(第二次改质)称取第一次改质油100g和5gPt/C(5%Pt)催化剂依次加入1L高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用6MPa的氢气替代。设定反应釜搅拌速率500转/分，将反应釜用3.0KW的加热套加热到400°C并停留4h。反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却。待其冷却至室温减压，排除釜内气体。随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣以12000转/分离心分离，上层液体即为改质油。实施例3(第三次改质)称取第二次改质油100g和5gPt/C(5%Pt)催化剂依次加入1L高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用6MPa的氢气替代。设定反应釜搅拌速率500转/分，将反应釜用3.0KW的加热套加热到400°C并停留4h。反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却。待其冷却至室温减压，排除釜内气体。随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣以12000转/分离心分离，上层液体即为改质油。实施例4(第四次改质)称取第三次改质油100g和5gPt/C(5%Pt)催化剂依次加入1L高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用6MPa的氢气替代。设定反应釜搅拌速率500转/分，将反应釜用3.0KW的加热套加热到400°C并停留4h。反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却。待其冷却至室温减压，排除釜内气体。随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣以12000转/分离心分离，上层液体即为改质油。根据实施例1-4，得到三次改质油的产率如表1所示。表1不同改质批次改质油产率表1不同改质批次改质油产率根据实施例1-4，得到四次改质油的性质分析如表2所示。表2不同改质批次改质油性质分析表2不同改质批次改质油性质分析应当理解的是，对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：称取一定量的微藻、废机油和催化剂依次加入高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用一定压力的氢气替代；设定反应釜搅拌速率，将反应釜用一定功率的加热套加热到反应温度并停留一定反应时间；反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却；待其冷却至室温减压，排除釜内气体；随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣分离，上层液体即为改质油；随后，后续改质均以上次改质所得改质油为原料（无额外废机油加入），重复第一次实验操作，经连续多次改质得到痕量硫烃类燃料。
【技术特征摘要】
1.一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：称取一定量的微藻、废机油和催化剂依次加入高温高压反应釜，密封反应釜，将反应釜内空气用一定压力的氢气替代；设定反应釜搅拌速率，将反应釜用一定功率的加热套加热到反应温度并停留一定反应时间；反应结束，停止搅拌，然后将反应釜放入冷水浴中冷却；待其冷却至室温减压，排除釜内气体；随后打开反应釜，将反应所得改质油及固体残渣一并转移到大口烧杯中，然后将改质油和固体残渣分离，上层液体即为改质油；随后，后续改质均以上次改质所得改质油为原料（无额外废机油加入），重复第一次实验操作，经连续多次改质得到痕量硫烃类燃料。2.根据权利要求书1所述的一种微藻和废机油连续改质制备痕量硫烃类燃料的方法，其特征在于：反应釜加热套功率为3.0KW，所用微藻/废机油质量比为1:2，催化剂为Pt/C，其添加量为微藻和废机油总重量的5%，反应温度为400°C，时间4...
【专利技术属性】
技术研发人员：段培高，许增巍，武宗会，高允，赵佳利，曹学雨，李想，孙钢钢，吴文可，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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