[发明专利]一种固体生物质转化工艺

说明书

本发明属于生物质利用、能源、化工技术领域，具体涉及一种固体生物质转化工艺。该转化工艺采用铁氧化合物、铁氧化合物的脱硫废剂或铁氧化合物的脱硫废剂的再生物中的至少一种作为催化剂，发现其在CO气氛下能有效地利用羰基化阻断生物质在裂解过程中的自由基缩聚，并实现CO和水的变换活性氢加氢，从而显著提高液化收率，固体生物质在CO气氛下转化为液体燃料的转化率＞40％，且转化的液体燃料中氧含量低于5wt％，热值＞8000Kcal。

技术领域

本发明属于生物质利用、能源、化工技术领域，具体涉及一种固体生物质转化工艺，特别涉及一种含CO气氛下的固体生物质转化工艺。

背景技术

随着社会经济的快速发展，煤炭、原油、天然气、油页岩等化石类非再生能源日趋枯竭，与此同时，此种化石类非再生能源燃烧后所产生的CO₂、SO₂、NO_x等污染物所造成的环境污染也日益严重，这迫使人类不得不思考获取能源的途径及改善环境的方法。

目前，生物质液化技术成为获取能源的一种新的手段，该技术是生物质资源利用中的重要组成部分，其液化机理如下：生物质首先裂解成低聚体，然后再经脱水、脱羟基、脱氢、脱氧和脱羧基而形成小分子化合物，小分子化合物接着通过缩合、环化、聚合等反应而生成新的化合物。目前该技术主要分为间接液化和直接液化两大类，其中，生物质直接液化技术是指在溶剂或催化剂的作用下，采用水解、超临界液化或通入氢气、惰性气体，在适当的温度、压力下将生物质直接从固体液化成液体。整个过程中，主要涉及热解液化、催化液化和加压加氢液化等。

上述生物质液化工艺中，在进行液化之前，均需要对生物质原料进行脱水处理，增加了干燥成本，即便干燥，在整个工艺结束后，也会产生大量废水。再者上述液化工艺对反应气氛和催化剂要求严格，一般要采用纯氢气氛和贵金属催化剂，经济性较差。此外，上述液化工艺得到的油品的发热量偏低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的生物质液化工艺中，生物质原料需要脱水、反应气氛和催化剂要求严格、油品的发热量偏低及废水产生量大的缺陷，进而提供一种生物质原料无需脱水、反应气氛采用含CO的气氛、油品的发热量高、废水产生量低、甚至无废水产生的生物质直接转化工艺。

为此，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：

本发明所提供的固体生物质转化工艺，包括如下步骤：

配制含有催化剂和生物质的浆液，包括如下步骤：将所述固体生物质依次进行初粉碎、压缩造粒和二次粉碎，制得生物质粉末；

催化剂与第一溶剂油进行混合，并进行湿磨，得到含催化剂的预混浆液，所述含催化剂的预混浆液中催化剂的含量为1～30wt％，所述催化剂为铁氧化合物、铁氧化合物的脱硫废剂或铁氧化合物的脱硫废剂的再生物中的至少一种；

将所述生物质粉末、第二溶剂油和含催化剂的预混浆液在抽真空下进行捏混或搅拌混合，得到生物质含量为5～60wt％、水含量为0.1～20wt％的含有催化剂和生物质的浆液；

对所述含有催化剂和生物质的浆液进行加压和加温，将加压加温后的含有催化剂和生物质的浆液与含CO的气体混合在反应器中进行转化反应，反应体系中铁元素与硫元素的摩尔比为1∶(0.5～5)，所述反应器内反应压力为5～22MPa，反应温度为300～470℃，收集反应产物；

对所述反应产物进行分离，得到小于等于360℃的生物质轻油和大于360℃的生物质重油。

进一步地，向所述催化剂中加入含硫物质至反应体系中铁元素与硫元素的摩尔比为1∶(0.5～5)，优选为1∶(0.5-2)，更优选为1∶(1-2)。

进一步地，所述含硫物质为硫磺、硫化氢、二硫化碳中的至少一种；和/或，