由生物质水解残渣制备生物油的方法

颜涌捷, 袁传敏, 任铮伟, 曹建勤, 李庭琛, 张素萍

2002年12月18日

2002年5月22日

2002年5月22日

华东理工大学

C11B1/00GK1385508SQ02111779

生物质 残渣 水解 制备 生物

1.一种生物油的制备方法，其主要步骤为将原料置于裂解反应器(3)中裂解，裂解产物经冷凝(7)后得到生物油，其特征在于，所述的原料为生物质水解残渣，裂解温度为400-600℃，裂解压力为0.01-0.1MPa2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，原料在裂解反应器(3)中停留时间为0.5-10秒3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，裂解反应所需的流化气和载气是原料裂解产生的不凝气

本发明涉及一种生物油的制备方法，具体的说涉及一种以生物质水解残渣为原料制备生物油的方法生物质通常是指以木质素、纤维素、半纤维素以及其他有机质为主的陆生植物(木材、薪材、秸秆等)和水生植物等，是一种稳定的可再生能源资源其与煤炭和石油等矿物能源相比，不仅硫、氮含量低(S，0.1-1.5％；N，0.5-3％)，灰份低(0.1-3％)，而且来源丰富，仅我国农作物秸秆产量每年约为7亿吨，可用作能源的资源量为2.8-3.5亿吨；薪材的年合理开采量约为1.58亿吨，另外还有大量的水生植物因此生物质被喻为即时利用的绿色能源，目前约占世界能源消费的14％生物质的开发和利用主要集中在以生物质为原料生产燃料酒精和生物油制取燃料酒精时半纤维素和纤维素水解得到单糖，木质素作为残渣而留下以生物质为原料制得的生物油主要存在着氧含量高(40％)和热稳定性差(加热至120℃即结焦成海绵状焦体)缺陷，从而导致其不能直接作为发动机燃料，此外，由于原料(生物质)的缘故使所制得的生物油也会发生缩聚反应，从而造成其储存和运输困难本发明的构思不同的生物质种类，各组份的含量会有所不同如木屑等木本植物中主要含有纤维素，半纤维素和木质素等组份一般半纤维素占到20-35％，纤维素占40-55％，木质素占20-30％；而小麦杆等草本植物中半纤维素含量为19-25％，纤维素为38-43％，木质素为16-21％，灰份12-14％生物质中的纤维素和半纤维素经水解，可得到还原性单糖、糠醛、羟甲基糠醛以及乙酰丙酸等还原性单糖经发酵可得到酒精，糠醛等也是重要的化工原料而在水解过程中，木质素基本不发生反应木质素的能量密度(27MJ/kg)比纤维素(17MJ/kg)高生物质水解后，减少了含羟基较多的半纤维素和纤维素，如果以生物质水解残渣为裂解原料，得到的裂解油中的含氧量低，提高了生物油的稳定性，减少了生物油中的水相部分，从而提高了生物油的品质技术方案本发明所述生物油制备方法的主要步骤是将原料置于裂解反应器中裂解，裂解温度为400-600℃，裂解压力为0.01-0.1MPa原料在裂解反应器中的停留时间优选为0.5-10秒，裂解产物经冷凝后得到生物油其中所述原料为生物质，包括农业废弃物，如秸秆，果壳，果核，玉米芯等农副产品的废弃物；林业废弃物，如薪柴，落叶、树皮、树根及林业加工废弃物；水生植物，如藻类、浮萍、水葫芦、风信子等；能源作物，如油料作物和富含碳氢化合物的植物等以及生物质的其它派生物经酸水解或酶水解后剩余的残渣其水解方法参见颜涌捷，任铮伟纤维素连续催化水解的研究太阳能学报1999，20(1)55-58其中1—料斗；2—螺旋进料器；3—裂解反应器；4—气体分布板；5—旋风分离器；6—灰斗；7—冷凝器；8—气体净化器；9—气体循环压缩机；10—气体缓冲罐；11—流量计本发明与目前以生物质为原料制取生物油相比，不但可以充分利用生物质中的有效成份，得到更多的产品，而且得到的生物油品质高，便于运输、存储，易于精制并且为生物质水解残渣的利用找到一种新的途径，相应的提高了生物质的综合利用价值下面通过实施例对本发明作进一步说明，但不影响本发明的保护范围实施例1将原料一生物质水解残渣加入料斗中，经螺旋进料器进入到裂解反应器中进行裂解反应，裂解反应温度为450℃，裂解反应压力(表压)0.02Mpa，原料加入量为2.5kg/h来自循环压缩机的洁净不凝气经流量计进入反应器中，经分布板对残渣进行流化，流化气的流量为3.2m3/h，载气流量为0.32m3/h反应产物经旋风分离器将焦碳与气体产物分离，焦碳进入灰斗中气体产物经冷凝器冷凝后分开其中油相产品在冷凝器的底部得到，产率为60.7wt％实施例2除裂解反应温度外其它工艺条件与实施例1相同，裂解反应温度为500℃所得产品的产率为70.3wt％实施例3除裂解反应温度外其它工艺条件与实施例1相同，裂解反应温度为550℃所得产品的产率为60.4wt％