[发明专利]一种催化转化法制备生物原油的方法

说明书

本发明公开一种两步法催化转化生物原生物原油的方法，涉及生物质水热液化制备生物原油和催化热解技术领域，本发明提供一种催化转化法制备生物原油的方法，包括：步骤1)，将生物质原料进行水热液化，得到的生物原油；步骤2)，采用负载第Ⅷ族金属的分子筛催化剂催化热解转化生物原油，得到提质的生物原油。该发明利用绿色、环保技术，不仅制备了高产量、高品质的生物原油，而且实现了生物质资源化处理。

技术领域

本发明涉及一种制备生物原油的方法，属于生物燃料制备技术领域。

背景技术

工业废水、生活污水的超标排放以及化肥、农药的滥用，导致水体富营养化问题越来越严重，因此藻类植物大量繁殖。过度繁殖的藻类生物消耗水中大量氧气，不仅致使水中其他生物因缺氧而难以生存，而且使堆积在水下的有机物质和浮游生物在缺氧环境中分解产生有害气体和毒素，危害其他生物。

水热液化是一种有效处理藻类生物质的技术，是在以水为溶剂的条件下，将生物质转化为生物原油的热化学转化过程，反应温度为180-500℃，反应压强为5-25MPa。水热液化是适于水生生物质的炼制技术，该技术与热解技术相比，可以直接利用湿生物质进行转化，有效节约预处理成本。水热液化原油的高位热值高达30-38MJ/kg，是石油热值的60-95％，因此生物原油是一种具有潜力的化石能源替代品。然而，传统的水热液化技术产生的生物原油在储存和利用过程中还存在一些问题亟待解决，比如：生物原油含氧量较高，从而导致储存过程中原油品质不稳定，另外，生物原油酸性强、黏度大，在储存和管道运输方面带来困难。因此，目前越来越多研究集中在水热液化-催化转化过程。

中国专利CN 103059895A公开了一种条浒苔水热液化制备生物油的方法，利用K₂CO₃作为催化剂，对藻类进行水热液化过程催化。

中国专利CN1102002381A公开了一种藻类生物质直接催化液化法制备生物油的方法，将藻类植物置于酸溶液或者碱溶液中浸泡，之后利用改性天然丝光沸石催化剂对水热液化过程催化。

中国专利CN 106170534A公开了一种催化剂辅助水热转化生物质为生物原油的方法，利用离子液体作为催化剂制备水热液化生物原油，得到的生物原油产率在40-78％之间，生物原油含碳量在60-80％之间。

从现有的技术和工艺来看，催化水热液化的研究主要是集中对水热液化过程添加催化剂，调控水热反应路径，从而得到高品质生物原油。常用的催化剂有均相催化剂，如金属盐(Na₂CO₃、Rb₂CO₃)、强碱(Ca(OH)₂、KOH)、强酸(HCl、H₂SO₄)等，还有非均相催化剂，如Pd/CoMo、Pt/Ni、Ru/Ni/SiO₂或Ni/HZSM-5等。最常用的催化剂为均相催化剂，但是水热液化反应后的液相废水污染严重，不利于排放，后续处理成本较高。负载型非均相催化剂表现出优于负载物或被负载物单独用于催化剂时的催化效果，在提升原油产量和改善原油品质方面起到一定的积极作用。但是常用的负载物为贵金属，成本较高，不利于工业化生产。除此之外，在对水热液化生物原油进行后续处理的研究中，一般是在氢气的气氛中，加入Ni-Mo等催化剂，实现原油的加氢脱氮反应。然而，目前几乎没有对水热液化产生的生物原油在非氢气氛中进行后续催化处理的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化转化法制备生物原油的方法，利用制备方法简单、回收再生率高、水热稳定性好的催化剂，获取高产量、高品质生物原油。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种催化转化法制备生物原油的方法，包括：步骤1)，将生物质原料进行水热液化，得到生物原油；步骤2)，采用负载第Ⅷ族金属的分子筛催化剂催化热解转化生物原油，得到提质的生物原油。