[发明专利]生物质制取化工原料和液体燃料的方法

说明书

本发明公开了一种生物质制取化工原料和液体燃料的方法，包括：步骤一、将生物质原料进行热解反应，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；步骤二、将所得的热解半焦作为载体制备第一加氢催化剂，备用；步骤三、将所得生物焦油、第一加氢催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，步骤四、将所得轻质生物油进行催化裂化得到所述化工原料和液体燃料。本发明所提供的生物质转化工艺制浆简单，可连续操作，所得产品可直接利用。

技术领域

本发明涉及生物质应用领域。更具体地说，本发明涉及一种生物质制取化工原料和液体燃料的方法。

背景技术

生物质作为唯一物质性可再生资源，其包括动物、植物、微生物及其排泄与代谢物。生物质既可以直接燃烧发电，也可以进一步利用，作为石油天然气的补充，生产化工原料和液体燃料。我国每年产生农作物秸秆数量约7亿吨，林业废弃物约2.5亿吨，如果将其部分转化为液体燃料和化工原料，可以替代约1～2亿吨石油能源，可以大大降低我国石油对外依存度，对我国能源安全战略有重要意义。

现有技术中，生物质再利用技术中，生物质制油较为广泛应用。目前生物质制油工艺一般采用热解法，所谓热解法是指将生物质转变为热解气体(俗称“木煤气”)、热解生物焦油(俗称“木焦油”)、热解水(俗称“木醋液”)、热解半焦(俗称“生物木炭”)等，生物质热解制油技术产生的生物焦油主要为富含氧的酚类、酮类、醛类与醇类化合物，组成达数百种之多，分离难度大，难以直接高效分离为化工产品利用，只能作为低热值的燃料油销售。而且，生物热解焦油的稳定性差，在自然条件下存放极易氧化变质和缩聚。因此，亟需生物质热解和生物焦油加工的技术，使生物质转化为可直接利用的化工原料和高价值液体燃料。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种生物质制备化工原料和液体燃料的方法，其能够将生物质转化为可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种生物质制取化工原料和液体燃料的方法，包括：

步骤一、将生物质原料进行热解反应，其中热解温度设置为300～800℃，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一催化剂备用；

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.001～0.2:0.1～5，浆态床的操作温度为200～450℃，操作压力为2～18MPa，体积空速0.4-10.0h^-1，氢油体积比为100～1000；所述加氢生物油的蒸馏分离温度为250～520℃；

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，利用第二催化剂进行催化裂化反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中催化裂化反应温度为400～700℃，反应压力为0.1～0.3MPa，第二催化剂和轻质生物油的重量比例为1～40:1。

在上述技术方案中，将生物质经过热解、浆态床加氢和催化裂化后转化为可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料，实现了生物质转化成化工原料和液体燃料工艺的连续操作性，解决了生物质制浆困难的问题。采用浆态床反应形式来处理生物焦油，可长周期操作，无压降，转化率高，可以处理最劣质的渣油。

优选的是，步骤一中所述生物质原料包括植物、动物、农林废弃物、城市垃圾和工业垃圾。