一种生物质焦油预处理净化方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质焦油预处理净化方法和系统，生物质焦油预处理净化方法包括步骤：S10：将生物质焦油与稀释剂混合搅拌均匀制得混合油；S20：过滤所述混合油，脱除混合油中的固体颗粒杂质，得到洁净的滤后混合油；S30：向滤后混合油中加入萃取剂，萃取剂用于溶解稀释剂、轻质焦油及水，得到萃取相和与萃取剂不相溶的重质焦油；S40：对萃取相进行闪蒸；S50：将闪蒸后的萃取相进行分馏，得到轻质焦油、萃取剂、稀释剂和水；S60：将轻质焦油进行酚类产品回收或将轻质焦油直接与重质焦油一起进行脱金属处理和脱水处理后作为加氢原料。本发明专利技术的生物质焦油预处理净化方法和系统，其处理工艺简单，能耗低，且运行安全稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质焦油预处理净化方法和系统
本专利技术涉及生物质焦油处理
，尤指一种生物质焦油预处理净化方法和系统。
技术介绍
我国生物质资源丰富，据统计，现可开发的生物质资源达到4.5亿吨标煤，但是由于缺乏有效的利用手段，这些生物质资源大多就地燃烧，不仅浪费能源，而且还导致严重的环境污染问题。利用秸秆、木屑、稻壳等生物质资源作为原料，通过高温热解的方法可以得到多种不同高附加值的产品，如热解后形成的固定碳是优良的土壤肥料，气化得到的可燃气体可作为清洁燃料，实现了生物质资源的高效清洁综合利用，具有十分广阔的产业潜力和发展前景。生物质焦油是秸秆、木屑、稻壳等生物质资源高温热解过程中形成的焦油副产物，主要成分是烃类、酚类和酸类等，未经加工的生物质焦油任意处置和堆放，会对大气和水环境造成严重的污染，如果无法对生物质焦油进行有效的处理和利用，将会成为生物质能源产业可持续发展的主要制约因素。生物质焦油经加工后可提取出杂酚油、抗聚剂、抗氧化剂、浮选气泡剂等，是重要的化工医药原料，同时生物质焦油经加氢处理后制成汽柴油等轻质清洁燃料油。因此，发展生物质焦油的综合利用，不仅可有效利用废弃资源，而且产生良好的经济效益和环保效益。生物质焦油的特点是水份含量高(10～30％wt)、粘度大(40℃,1500mm2/s)、固含量高(7～10％wt)、灰分高(2～5％wt)，直接进行加工处理的难度很大，会造成系统能耗增加，设备管道堵塞，催化剂中毒、失活等问题。因此，本申请人致力于提供一种新型的生物质焦油预处理净化方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质焦油预处理净化方法和系统，该技术可同时去除木焦油中的固体杂质、水杂质，同时将轻质和重质木焦油馏分切分开来。其处理工艺简单，能耗低，且运行安全稳定。本专利技术提供的技术方案如下：一种生物质焦油预处理净化方法，包括步骤：S10：将生物质焦油与稀释剂混合搅拌均匀制得混合油；S20：过滤所述混合油，脱除所述混合油中的固体颗粒杂质，得到洁净的滤后混合油；S30：向所述滤后混合油中加入萃取剂，所述萃取剂用于溶解稀释剂、轻质焦油及水，得到萃取相和与所述萃取剂不相溶的重质焦油；S40：对所述萃取相进行闪蒸；S50：将闪蒸后的萃取相进行分馏，得到轻质焦油、萃取剂、稀释剂和水；S60：将所述轻质焦油进行酚类产品回收或将所述轻质焦油直接与所述重质焦油一起进行脱金属处理和脱水处理后作为加氢原料。优选地，在所述步骤S10中，所用稀释剂选自醇类、酮类、烷烃类、芳烃类，所述醇类包括不高于C4的一元醇或二元醇，所述酮类包括丙酮，所述烷烃类包括戊烷、己烷、正庚烷或汽油，所述芳烃类包括甲苯或二甲苯。优选地，在所述步骤S10中，所述生物质焦油与稀释剂的重量比例为1：2～1:0.5。优选地，在所述步骤S20中，过滤所述混合油的过滤温度为50～150℃，过滤压力为0.3-1.5MPaG。优选地，在所述步骤S20中，所述滤后混合油的固含量小于0.005％wt。优选地，在所述步骤S30中，所述萃取剂的加入量为所述滤后混合油的10～100％wt。优选地，在所述步骤S40后还包括步骤S70：冷却步骤S40中的闪蒸气得到稀释剂，并循环使用冷却得到的稀释剂。优选地，在所述步骤S20中，过滤所述混合油时所用的过滤装置包括一过滤元件，所述过滤元件上设有一预涂层，所述预涂层用于对所述混合油进行预过滤处理。优选地，在所述步骤S20中，所述过滤装置在过滤混合油之前先过滤含有固定碳或草木灰的悬浮液，所述固定碳或草木灰在所述过滤元件上形成所述预涂层，所述悬浮液中的液体为稀释剂。优选地，所述含有固定碳或草木灰的悬浮液的浓度为1～5％wt。优选地，所述过滤装置采用的过滤元件为多层金属丝网或金属纤维毡。优选地，所述过滤装置采用的过滤元件的精度为1～20μm。本专利技术还公开了一种生物质焦油预处理净化系统，包括：混合搅拌器，分别与生物质焦油添加器、稀释剂添加器连通，用于混合搅拌生物质焦油与稀释剂；过滤装置，与所述混合搅拌器连通，用于过滤所述混合搅拌器搅拌得到的混合油；萃取装置，分别与所述过滤装置和萃取剂添加器连通，用于萃取滤后混合油；闪蒸罐，与所述萃取装置连通，用于对所述萃取装置得到的萃取相进行闪蒸；分馏塔，与所述闪蒸罐连通，用于对闪蒸后的萃取相进行分馏得到轻质焦油、萃取剂、稀释剂和水。优选地，所述的生物质焦油预处理净化系统还包括：脱金属装置，分别与所述分馏塔和萃取装置连通，用于对分馏后得到的轻质焦油和萃取后得到的重质焦油进行脱金属处理；脱水装置，与所述脱金属装置连通，用于对进行脱金属处理后的轻质焦油和重质焦油进行脱水处理。优选地，所述混合搅拌器包括混合搅拌室和浮渣收集室，所述混合搅拌室和浮渣收集室共用同一侧壁，且该侧壁的顶部与所述混合搅拌室的顶壁、所述浮渣收集室的顶壁之间均具有间距，且所述侧壁的顶部上设有一导流板，所述导流板位于所述浮渣收集室中，且所述导流板切斜向下设置。优选地，所述过滤装置包括过滤元件，所述过滤元件上设有一预涂层，所述预涂层可移除地设置在所述过滤元件上。优选地，所述预涂层为固定碳层或草木灰层。本专利技术提供的一种生物质焦油预处理净化方法和系统，能够带来以下至少一种有益效果：1、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化方法通过稀释步骤能有效降低生物质焦油的粘度，降低了过滤阻力，从而提高过滤效率。2、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化方法在过滤时在过滤装置中设有预涂层，这样设置不仅可以提高过滤精度，有效避免了过滤元件的损耗和堵塞，过滤后的残渣以干渣排放，产品的回收率高，且干渣经过掺混后回热解炉，实现了固废的回收利用。3、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化方法通过萃取步骤将重质焦油从滤后混合油中分离出来，操作条件温和，处理时间短，避免了重质焦油中烯烃、含氧化合物等组分在高温蒸馏下产生结焦变质的问题。4、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化方法将萃取相先进行闪蒸再进一步冷却，从而回收萃取相中的大部分稀释剂，这可以有效降低直接蒸馏萃取相的能耗，还可以回收利用萃取相中的稀释剂。5、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化方法中的萃取相经过分馏进一步分离出稀释剂、萃取剂、轻质焦油和水，轻质焦油可进行高附加值酚类产品回收，或者与重质焦油进行脱金属后加氢制燃料油。6、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化方法和系统处理工艺简单、能耗低、且运行安全稳定。7、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化系统中混合搅拌器包括混合搅拌室和浮渣收集室，这样设置可以初步过滤掉混合油中的浮渣，从而进一步降低生物质焦油的粘度及过滤阻力。8、本专利技术提供的生物质焦油预处理净化系统通过在过滤元件上设置预涂层，不仅可以提高过滤元件的过滤精度，还可以避免过滤元件的损耗和堵塞，且该预涂层为可移除的结构，便于更换。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本专利技术的生物质焦油预处理净化方法和系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本专利技术的生物质焦油处理净化方法的一种具体实施例示意图；图2是本专利技术的生物质焦油处理净化方法的另一种具体实施例示意图；图3是本专利技术的生物质焦油处理净化系统的一种具体实施例示意图。附图标号说明：混合搅拌器10，混合搅拌室11，浮渣收集室12，侧壁13，导流板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质焦油预处理净化方法，其特征在于，包括步骤：S10：将生物质焦油与稀释剂混合搅拌均匀制得混合油；S20：过滤所述混合油，脱除所述混合油中的固体颗粒杂质，得到洁净的滤后混合油；S30：向所述滤后混合油中加入萃取剂，所述萃取剂用于溶解稀释剂、轻质焦油及水，得到萃取相和与所述萃取剂不相溶的重质焦油；S40：对所述萃取相进行闪蒸；S50：将闪蒸后的萃取相进行分馏，得到轻质焦油、萃取剂、稀释剂和水；S60：将所述轻质焦油进行酚类产品回收或将所述轻质焦油直接与所述重质焦油一起进行脱金属处理和脱水处理后作为加氢原料。

【技术特征摘要】
1.一种生物质焦油预处理净化方法，其特征在于，包括步骤：S10：将生物质焦油与稀释剂混合搅拌均匀制得混合油；S20：过滤所述混合油，脱除所述混合油中的固体颗粒杂质，得到洁净的滤后混合油；S30：向所述滤后混合油中加入萃取剂，所述萃取剂用于溶解稀释剂、轻质焦油及水，得到萃取相和与所述萃取剂不相溶的重质焦油；S40：对所述萃取相进行闪蒸；S50：将闪蒸后的萃取相进行分馏，得到轻质焦油、萃取剂、稀释剂和水；S60：将所述轻质焦油进行酚类产品回收或将所述轻质焦油直接与所述重质焦油一起进行脱金属处理和脱水处理后作为加氢原料。2.根据权利要求1所述的生物质焦油预处理净化方法，其特征在于：在所述步骤S10中，所用稀释剂选自醇类、酮类、烷烃类、芳烃类，所述醇类包括不高于C4的一元醇或二元醇，所述酮类包括丙酮，所述烷烃类包括戊烷、己烷、正庚烷或汽油，所述芳烃类包括甲苯或二甲苯；和/或；在所述步骤S10中，所述生物质焦油与稀释剂的重量比例为1：2～1:0.5；和/或；在所述步骤S20中，过滤所述混合油的过滤温度为50～150℃，过滤压力为0.3-1.5MPaG；和/或；在所述步骤S20中，所述滤后混合油的固含量小于0.005％wt；和/或；在所述步骤S30中，所述萃取剂的加入量为所述滤后混合油的10～100％wt；和/或；在所述步骤S40后还包括步骤S70：冷却步骤S40中的闪蒸气得到稀释剂，并循环使用冷却得到的稀释剂。3.根据权利要求1所述的生物质焦油预处理净化方法，其特征在于：在所述步骤S20中，过滤所述混合油时所用的过滤装置包括一过滤元件，所述过滤元件上设有一预涂层，所述预涂层用于对所述混合油进行预过滤处理。4.根据权利要求3所述的生物质焦油预处理净化方法，其特征在于：在所述步骤S20中，所述过滤装置在过滤混合油之前先过滤含有固定碳或草木灰的悬浮液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪，马洪玺，杜先，张文军，
申请(专利权)人：上海蓝科石化环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31