[发明专利]一种条浒苔水热液化制备生物油的方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种条浒苔水热液化制备生物油的方法。

背景技术

条浒苔属于绿藻门、石莼目(Ulvales)、石莼科(Ulvaceae)、浒苔属植物，藻体绿色，管状，膜质，高约40cm，主要分布中国东南沿海，它对温度、盐度和光强等生态因子的耐受范围比较广，具有较强的生存能力，因此条浒苔能广泛生长于沿海各海区。研究表明，条浒苔的日相对生长率为92.9％，这可能是目前藻类中生长最快的种类。绿潮发生过程中不会对海洋生态环境、人体健康和食品安全产生危害，其在近海大量增殖的过程中可有效吸收水体中的富营养化物质，对水质清洁具有重要的作用。但其在近海大量聚集堆积死亡后，浒苔中含有的粗蛋白和碳水化合物在细菌分解作用下溶出、降解，将对近岸海域的水质环境产生一定的影响。当前，对聚集的绿藻主要通过人工和机械采收的方式进行清理。长期以来，以浒苔为代表的绿藻类大量增殖形成的“绿潮”已成为全球常态发生的生态现象，并广泛地引起了生态学与生物学家的重视。为此，浒苔一直被认为是一种污染物。

近些年来，随着基础研究的不断深入，浒苔已经被广泛的应用到医药，饲料，化工，纺织，国防等工业，其已经成为具有广阔应用前景以及市场经济价值的大型经济藻类。生物质能是通过绿色植物、藻类和光合作用捕获太阳能，经代谢转换，贮存于生物质中的能量，是太阳能的有机贮存。近十几年来，我国在生物质的能源转化和利用方面进行了大量的研究与开发工作，一些国家级的研究所和大学科技人员，长期从事生物质气化及液化技术的研究与开发，有着较为丰富的理论基础和实践经验，在研究和工业化应用方面，取得了大量的成果和明显的进步，为我国生物质能源的高效利用，积累了许多宝贵的经验。

随着社会经济的发展，人们对能源的需求及依赖越来越大，而常规能源(煤、石油和天然气等)等非可再生资源即将枯竭，而且大量使用带来严重的环境污染。新能源的开发迫在眉睫。生物质是一种环境友好的能源，是可再生性的有机资源，是化石燃料的唯一可替代品，如何将生物质转化为高效洁净的能源，尤其是转化成石油的替代燃料，具有重要的环境意义和经济效益。利用我国丰富的生物质能源，研究把固体的生物质规模化转化为液体运输燃料的技术对我国的能源的可持续发展具有重要的战略意义。

现有技术中，在生物质的液化制取液体燃料方面，虽然有一定研究，但规模小且缺乏系统性，其中还有许多理论问题未得到解决。在进行水热液化所选用的生物质中，微藻类居多。但微藻培养相对于大藻而言，成本较高，收集和浓缩液较为困难，因而制备出来的生物油价格先对较高，市场竞争力不强。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种条浒苔水热液化制备生物油的方法，选择以条浒苔为原料做探索性实验，水作为反应介质，以获得生物油为主要目的，考察了生物质在亚临界和超临界水中的液化行为，目的在于寻求适合的工艺条件，得到尽可能高的生物质转化率和液化油产率。

其技术方案如下：

一种条浒苔水热液化制备生物油的方法，包括以下步骤：

(1)将干燥的条浒苔在粉碎机中粉碎，装入玻璃瓶中封存放入冰箱冷藏以备后用；

(2)由玻璃瓶中取条浒苔粉末2.5g及定量去离子水依次加入间歇式反应釜，确保密封严实；

(3)将密封好的反应釜放入370℃的熔融盐中，加入20％K₂CO₃催化剂进行反应，反应40min。

本发明的有益效果：本发明条浒苔水热液化制备生物油的方法是一种能源转化技术，与直接热解技术相比具有反应条件相对温和，反应原料无需干燥等优势，与生物质的生物化学转化方法相比则可更高程度的提高条浒苔的利用率，而且高压液化生物油经改质升级可有望取代日益减少的化石燃料。实验结果表明，条浒苔在370℃，40min，2.5g物料添加量，20％K₂CO₃催化剂条件下可得到较高的生物质转化率和液化油产率。实验制得的生物油是一种黑褐色的粘稠状液体，其主要成分比较复杂，含有醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等多种化合物以及它们的衍生物，经过脱氮、脱氧升级可以作为液体燃料使用，另外生物油中含有很多附加值高的化合物，这些物质可以用作化工原料或合成更高价值有机物的原料。

附图说明

图1为温度对液化产物分布的影响；

图2为反应时间对液化产物分布的影响；

图3为原料添加量对液化产物分布的影响；

图4为催化剂含量对液化产物分布的影响；