【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质资源转化和利用，具体涉及一种生物质热解制备低碳烯烃的方法。
技术介绍
1、与传统化石能源相比，烯烃的分子中含有较多的碳原子和氢原子，具有更高的能量密度。同时，烯烃在燃烧时产生较少的污染物，如二氧化碳和氮氧化物等，对环境的影响更小。除了用作燃料外，烯烃还可以用于制造塑料、橡胶、纤维等化工产品，具有广泛的应用领域。目前工业化制备烯烃主要途径是石油裂解、天然气裂解、重油加氢裂解，但是裂解会释放大量的有害气体，如二氧化碳、氮氧化物、苯、甲烷等，这些气体会对大气层和环境产生负面影响，包括空气和水的污染、全球气候变化和健康问题。因此，如何实现烯烃绿色、安全高效且经济的制备，减轻对化石能源的依赖，已经成为人们广泛关注的问题。
2、生物质催化热解技术通过将催化剂引入生物质热解过程，对热解产物进行在线催化提质，实现生物质向芳烃和低碳烯烃的一步转化，具有反应迅速、工艺简单、能耗低、易大型化等优点，是最具有开发潜力的生物质制烯烃技术之一。
3、但生物质原料化学组成上的缺陷是烯烃产率/选择性低的根本原因，生物质氧含量高达30-50％，但氢含量仅为5-8％，其有效氢碳比普遍在0-0.3之间，远低于石油原料1-2的有效氢碳比范围，而且烃类产物中芳烃的氢碳比不小于1，而烯烃的氢碳比通常为2。因此，生物质原料“贫氢多氧”的特点，从源头上决定了其催化热解烃类产物的整体产率低【目前的产率最高为3.37％(甘蔗渣)，具体见“likun p k w,zhang h,ryabov g,etal.comparison of ca
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，克服了现有技术用于生物质热解的原料氢含量低，烃类产物整体产率低、高氢含量烯烃难以生成的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术提供了一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，该方法包括以下步骤：
4、s1、将一定粒径的生物质装载于固定床两级反应器的第一级反应器上方，并升温至热解温度使其快速热解生成热解蒸气；
5、s2、将ga-zsm-5分子筛催化剂装载于固定床两级反应器的第二级反应器中，载气氛围下加热到一定温度下使催化剂还原；
6、s3、在载气氛围下使生物质热解蒸气与催化剂充分接触，使生物质热解蒸气在原位催化作用下转化为低碳烯烃。
7、优选地，所述生物质包括(但不限于)松木屑。本专利技术还适用于其他生物质，比如花生壳颗粒、花生壳颗粒、秸秆压块等。
8、优选地，所述生物质的粒径范围为0.15-1.8mm。
9、优选地，s1中，热解温度为500-600℃，热解的时间为10-20min。
10、优选地，s2中，催化剂还原的温度为500-600℃，时间为15-480min。
11、优选地，s3中，所述载气中氢气的含量为50-100％，载气的流量为100-300ml/min。
12、优选地，s2中，所述ga-zsm-5分子筛催化剂中，镓的负载量为4-6％。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、本专利技术公开了一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，采用固定床两级加热反应器进行生物质催化热解反应，先将将生物质装载于固定床第一级反应器上方，使其快速热解生成热解蒸气。然后，将催化剂装载于固定床第二级反应器中，在载气氛围下加热还原催化剂。最后，在载气氛围下使生物质热解蒸气与催化剂充分接触，使热解蒸汽在原位催化作用下转化为目标产物。本专利技术在生物质快速催化热解中引入了氢气作为氢源，同时以负载的ga-zsm-5分子筛作为催化剂，其中具有温和加氢反应活性的ga元素与zsm-5高度有序的孔道结构和分子筛骨架可以发挥相互协同的作用，使生物质热解断键产物有序脱氧、定向转化，进而有效提高了烃类目标产物的产率。
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1.一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，所述生物质包括松木屑。
3.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，所述生物质的粒径范围为0.15-1.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，S1中，热解温度为500-600℃，热解的时间为10-20min。
5.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，S2中，催化剂还原的温度为500-600℃，时间为15-480min。
6.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，S3中，所述载气中氢气的含量为50-100％，载气的流量为100-300mL/min。
7.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，S2中，所述Ga-zsm-5分子筛催化剂中，镓的负载量为4-6％。
【技术特征摘要】
1.一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，所述生物质包括松木屑。
3.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，所述生物质的粒径范围为0.15-1.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种生物质热解制备低碳烯烃的方法，其特征在于，s1中，热解温度为500-600℃，热解的时间为10-20min。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王铁军，徐超，胡昌淞，李建贤，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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