[发明专利]一种微藻催化液化制备生物油的方法

说明书

本发明公开了一种微藻催化液化制备生物油的方法，包括如下步骤：(1)将红球藻，溶剂甲醇及负载过渡金属离子的蒙脱土催化剂以一定比例加入到可加热反应器中反应，反应温度为180‑240℃，反应时间为1‑3h，红球藻与甲醇的料液比为0.1‑0.5g/mL，红球藻与催化剂的质量比为1：0.01‑0.1；(2)反应结束后自然冷却至室温，对反应液进行抽滤，收集液相产物；(3)蒸除液相产物的溶剂甲醇及低沸点物质，得到所述的生物油。本发明所用的催化剂蒙脱土具有来源广泛、价格低廉等优点。本发明所制得的生物油产率>87％，选择性>94％，热值>36MJ/kg。该方法具有生物油产率高、产物选择性高、产品热值较高等优点。

技术领域

本发明属于催化领域，更确切的，涉及一种改性蒙脱土催化剂进行微藻催化液化制备生物油的方法。

背景技术

随着工业化发展，人类社会对能源的需求日益增加，但化石能源储量有限，因此开发一种可替代能源迫在眉睫，生物质能以其可再生、储量大、对环境无害、经济可行等优势逐步进入人们的视野。广义上讲，生物质是一切直接或间接，利用绿色植物进行光合作用而形成的有机物质。狭义上讲，生物质是来源于植物、树木、农作物、藻类的有机物质。目前，来自于生物质的机动车燃料主要是生物乙醇以及生物柴油，但这些生物质燃料均以食用作物为原料，而且还存在产地有限，单位面积生产量低等诸多问题，因此，为了确保将来机动车燃料的供给，必须考虑食用作物以外的生物质来进行液体燃料的生产。而微藻以其“不与粮争地，不与人争粮”、分布广泛、生长周期短、含油量高等特点，在研究中倍受青睐。

目前，微藻制备生物油主要分为快速热解法和直接液化法两种方法。与快速热解法相比，直接液化具有以下优点：(1)原料无需干燥，能耗大大降低；(2)亚-超临界溶剂体系对有机物有较强的溶解性。传质阻力小，有助于微藻充分液化。目前，直接液化受到广泛关注，已逐渐成为该领域的主流研究方向。

CN107629812A公开了一种水热液化制备生物油的方法，将污泥，水加入到反应釜中，在无氧的条件下反应，反应温度为300～320℃，反应时间为20min，生物油产率为37.6％，热值达到35.2MJ/kg，但反应温度过高，生物油产率低，选择性差，对设备要求较高，不利于工业化应用。

CN105772076B公开了一种以水热稳定性介孔分子筛为催化剂制备生物油的方法，该方法以微藻为原料，水为溶剂，介孔分子筛为催化剂制备生物油。液化温度为240～320℃，压力5～18MPa，反应时间10～45min。该方法反应温度及反应压力都较高，不利于工业化应用。

CN103484234B公开了一种微藻催化液化制备生物油的方法，该方法是将微藻，丙酮以及催化剂进行反应，所用的催化剂主要是氯化锌，三氟甲基磺酸钠，氯化铁，氯化锡等无机盐，液化温度为270～350℃。该方法反应温度高，催化剂不易分离，产生大量三废。

CN102002381B公开了一种微藻催化液化制备生物油的方法，该方法是将微藻在碱液中浸泡20h，将浸泡后的溶液和改性后的天然丝光沸石催化剂加入反应釜，充入氢气进行加压反应，反应温度200～400℃。该方法用碱液进行前处理以及反应，碱会残留在生物油中，导致生物油品质下降，同时反应过程会对设备产生腐蚀，不利于工业化应用。

综上所述，目前报道的生物油制备方法均有诸多不足，或生物油产率较低，选择性较差，或反应条件苛刻，或设备腐蚀严重等。因此，开发一种成本低廉、反应条件相对温和、工艺清洁的生物油制备方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有缺陷，提供一种微藻催化液化制备生物油的方法。

本发明的技术方案如下：

一种微藻催化液化制备生物油的方法，包括如下步骤：