[发明专利]一种富含呋喃类物质的液体油及其制备方法

说明书

本发明属于生物质利用领域，并具体公开了一种富含呋喃类物质的液体油及其制备方法，具体采用如下步骤制备将生物质粉碎至小于120目的颗粒后进行酸洗、过滤、洗涤和干燥处理，得到热解原料；将热解原料置于固定床反应器中，在400℃～700℃惰性气氛下进行热解反应，反应时间为15s～30s，热解产生的挥发分经过相同温度的分子筛催化剂床层进行重整；采用冰水混合物对获得的重整后的挥发分进行冷却，收集冷却后获得的液态产物即为富含呋喃类物质的液体油产品。本发明具有成本低廉、工艺简单，能连续高效制备大量富含呋喃类物质液体油的优点。

技术领域

本发明属于生物质利用领域，更具体地，涉及一种富含呋喃类物质的液体油及其制备方法。

背景技术

随着全球化石能源的枯竭，环境问题的加剧，开发利用环境友好型的可再生资源，成为未来能源发展的必须趋势。生物质是唯一的可再生碳源，通过热化学转化可以得到燃料油产品，以及丰富的高附加值化学品。目前受到广泛关注的生物质基化学品有：乙醇、左旋葡萄糖酮、芳香烃、长链烷烃、酚类物质、呋喃类物质等。其中呋喃类物质是具有广泛应用前景的大宗化学品，如糠醛可用于合成树脂、农药、橡胶，配置各种热加工型香精，如面包、奶油硬糖、咖啡等；5-甲基糠醛是拟除虫菊酯(烯丙菊酯和丙炔聚酯)的中间体，也可用于食用香精配方中。随着呋喃类物质相关产品的发展，我国对呋喃类物质的需求量也逐年增加，因此急需开发新型高效低成本的制备呋喃类物质的方法。

生物质水热技术可以得到浓度较高的高附加值的呋喃类物质，但该方法的反应周期通常较长，很难高效快速制备呋喃类物质。虽然生物质热解可以快速得到高附加值的呋喃类物质，但是其中液体油中的浓度很低，很难进行提纯处理。目前主要通过催化热解的方式提高液体油中呋喃类物质的含量，常用的催化剂有：无机酸(HCl、H₂SO₄)、以及酸式盐(FeCl₃、ZnCl₂)等。这些催化剂可以有效地提高液体油中呋喃类物质的含量，但是由于催化剂高温下会对设备造成严重腐蚀，很难持续高效的使用，难以满足制备大量的富含呋喃类物质的液体油的需求；同时为了提高催化剂的催化效果，常常需要将催化剂与生物质进行混合，并且反应结束后需要将催化剂与焦炭产品分离，这些都会增加操作复杂度，提高运行成本。

因此，亟需开发一种新型的利用生物质制备富含呋喃类物质的液体油的方法，能够满足操作简便、环保无害、且能连续高效地制备大量富含呋喃类物质的液体油的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种富含呋喃类物质的液体油及其制备方法，其旨在利用生物质制备富含呋喃类物质的液体油，实现生物质催化热解制备高附加值呋喃类物质，可提高生物油的附加值，热解过程中无需腐蚀性催化剂，极大地降低了呋喃类物质制备过程中的环境危害和设备成本，具有成本低廉、工艺简单、能连续高效地制备大量富含呋喃类物质的液体油的优点。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种利用生物质制备富含呋喃类物质液体油的方法，其包括如下步骤：

S1将生物质粉碎至小于120目的颗粒后进行酸洗、洗涤、过滤和干燥处理，得到热解原料；

S2将热解原料置于固定床反应器中，在400℃～700℃惰性气氛下进行热解反应，反应时间为15s～30s，热解产生的挥发分经过相同温度的分子筛催化剂床层进行重整；

S3采用冰水混合物对步骤S2获得的重整后的挥发分进行冷却，收集冷却后获得的液态产物即为富含呋喃类物质的液体油产品。

作为进一步优选的，步骤S1中生物质为木屑、竹子、棉杆、玉米芯中的一种或多种。

作为进一步优选的，步骤S1中酸洗所用溶液为质量分数为2％～8％的盐酸溶液，盐酸溶液与生物质的质量比为10:1～20:1。

作为进一步优选的，步骤S1中干燥温度为100℃～105℃，干燥时间为12h～24h。