一种制备生物油的方法及得到的生物油技术

本发明专利技术提供一种制备生物油的方法及得到的生物油，属于生物油燃料生产技术领域，所述方法包括：将木质纤维素和液化溶剂混合，通入CO，对木质纤维素进行高压液化反应，得到生物油产品。本发明专利技术提出利用木质纤维素所含的氢对木质纤维素进行原位氢解和加氢。以CO与木质纤维素中所含的羟基反应释放出活泼氢为原理，在少用氢气的情况下得到品质较高的生物油，成本低，所得副产物皆可用于自生体系或其他化工体系，在化学工业应用中具有重要意义，因此具有良好的工业化应用前景。良好的工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种制备生物油的方法及得到的生物油


[0001]本专利技术属于生物油燃料生产
，具体涉及一种制备生物油的方法及得到的生物油。

技术介绍

[0002]面对全球“低碳环保可持续经济”发展的极切需求，以及化石资源储量日趋衰竭的严峻压力，迫使世界各国大力寻找可替代资源，以期减少对传统化石资源的依赖，降低对生存环境的破坏。生物质作为第一选择，具有CO2中性，能够有效缓解化石资源使用所带来的日益严重的温室效应，其S、N含量较煤、石油低，可自然降解，属于清洁和环境友好型资源。生物质中含有丰富的碳源，与目前大量使用的化石资源中煤炭、石油等相比有很高的相似性，可转化为液体燃料。
[0003]生物质是由多种有机高分子聚合物组成的复合体，其主要的化学组成是纤维素、半纤维素、木质素。从元素组成角度来看，生物质主要由O、C、H元素组成，含有少量的S、N元素。其中O含量最高，氧进入生物油会导致油品热值降低。常规液化所得生物油中所含O的比例较高，成为优质燃料仍需要加氢脱氧，导致大量昂贵氢气的消耗并且生焦严重。因此亟需一种新的制备生物油的方法，从而减少甚至杜绝氢气的使用，降低生产成本，提高生产效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种制备生物油的方法及得到的生物油，以克服现有技术中生物油中含氧量过高，后续处理过程仍需消耗大量氢气的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种制备生物油的方法，包括：将木质纤维素和液化溶剂混合，通入CO，对木质纤维素进行高压液化反应，得到生物油产品。
[0006]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述液化溶剂与所述木质纤维素的比例为5～15ml：1g。
[0007]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述高压液化反应的反应压力为2
‑
18MPa，反应温度为200
‑
400℃。
[0008]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述液化溶剂为呋喃、甲苯、苯、正构烷烃、丙酮中的一种或多种。
[0009]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述高压液化反应的反应时间为2
‑
10h。
[0010]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，该方法还包括对高压液化反应产物进行蒸馏，回收液化溶剂。
[0011]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述蒸馏方式为减压蒸馏，蒸馏温度为30
‑
50℃。
[0012]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述减压蒸馏的压力为小于或等于1torr。
[0013]本专利技术所述的制备生物油的方法，其中，所述高压液化反应过程产生的焦炭燃烧后生成CO，用于所述高压液化反应。
[0014]为了达到上述目的，本专利技术还提供了上述的方法制备得到的生物油。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术提出一种利用木质纤维素中原位氢的方法，以减少甚至完全杜绝后续氢气的使用。详细而言，本专利技术基于CO与木质纤维素羟基反应生成活泼氢原位对木质纤维素进行氢解和加氢的原理，在少用氢气甚至不用氢气的情况下得到品质较优的生物油，具有良好的工业化应用前景。
具体实施方式
[0017]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0018]本专利技术提供了一种制备生物油的方法，包括：将木质纤维素和液化溶剂混合，通入CO，对木质纤维素进行高压液化反应，得到生物油产品。
[0019]本专利技术采用CO与木质纤维素羟基反应生成活泼氢，活泼氢原位对木质纤维素进行氢解和加氢，得到品质较优的生物油。
[0020]本专利技术使用价格较为便宜的CO取代价格较昂贵的工业原料氢气，同时CO与木质纤维素的羟基反应所生成的活泼氢较氢气分子具有更高的化学活性，使得本专利技术利用CO的方法得到的生物油产品产率更高，反应时间更短。
[0021]另外，本专利技术高压液化反应所生成的焦炭可以燃烧生成CO，循环用于高压液化反应。进一步地，反应生成的气体含有大量CO和H2，经分离后可进入费托合成装置制备醇类和烃类，提高综合利用率。
[0022]本专利技术利用CO与木质纤维素反应的方法制备生物油原理详述如下：
[0023]从木质纤维素到优质燃料必定经历脱氧过程。而水煤气变换的基本原理为：变换过程中活化的活性CO与H2O反应，夺氧还原产生原位活性氢，化学式反应原理如下：
[0024]*CO+HOH
‑‑‑‑‑‑‑
>CO2+H*
[0025]由水煤气变换生成的活泼氢可以用于反应物(木质纤维素)原位加氢或氢解，从而达到反应物脱氧的目的。且经实践证明，本专利技术CO与木质纤维素原生氢活性较高(约为分子氢的7
‑
8倍)，对木质纤维素的加氢改质效果更好。
[0026]在一实施方式中，本专利技术制备生物油的方法，包括：将木质纤维素和液化溶剂混合，通入CO，对木质纤维素进行高压液化反应，对液化产物进行蒸馏，得到生物油产品和回收的液化溶剂。
[0027]在另一实施方式中，高压液化反应过程中会生成焦炭和气体，焦炭可以燃烧生成CO，重新用于高压液化反应；气体中包含大量CO和H2，经分离后可进入费托合成装置制备醇类和烃类，提高综合利用率。
[0028]本专利技术还可以通过不断优化选择反应温度、CO反应压力、反应时间等，对木质纤维素进行高压液化实验，同时对所得液体进行减压蒸馏、回收液化溶剂，从而最终获得最佳的生物油产物。
[0029]在一实施方式中，本专利技术液化溶剂与木质纤维素的比例为5～15ml：1g，液化溶剂为呋喃、甲苯、苯、正构烷烃、丙酮中的一种或多种。在另一实施方式中，液化溶剂为呋喃。
[0030]在一实施方式中，高压液化反应的反应压力为2
‑
18MPa，反应温度为200
‑
400℃，反应时间为2
‑
10h。本专利技术中反应压力为CO提供的压力，在另一实施方式中，CO提供的反应压力为10MPa。
[0031]在一实施方式中，对液化产物进行蒸馏的方式为减压蒸馏，蒸馏温度为30
‑
50℃。在另一实施方式中，减压蒸馏的压力为小于或等于1torr。
[0032]由此，本专利技术利用上述方法得到的生物油收率较高，可达到40％以上，同时生物油含氧量低，含氢量高，具有较高的实际应用价值。
[0033]综上所述，本专利技术提出利用木质纤维素所含的氢进行木质纤维素原位氢解和加氢。以CO与木质纤维素中所含的羟基反应释放出活泼氢为原理，在少用氢气的情况下得到品质较高的生物油，成本低，同时所得副产物皆可用于自生体系或其他化工体系，在化学工业应用中具有重要意义，因此具有良好的工业化应用前景
[0034]以下通过实施例对本专利技术做进一步解释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备生物油的方法，其特征在于，包括：将木质纤维素和液化溶剂混合，通入CO，对木质纤维素进行高压液化反应，得到生物油产品。2.根据权利要求1所述的制备生物油的方法，其特征在于，所述液化溶剂与所述木质纤维素的比例为5～15ml：1g。3.根据权利要求1所述的制备生物油的方法，其特征在于，所述高压液化反应的反应压力为2
‑
18MPa，反应温度为200
‑
400℃。4.根据权利要求1所述的制备生物油的方法，其特征在于，所述液化溶剂为呋喃、甲苯、苯、正构烷烃、丙酮中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备生物油的方法，其特征在于，所述高压液化反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳，王旻烜，候丹，李金，陈坤，桑骏才，刘东，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：