CN109054883A - 一种生物质液化燃油的制备方法 - Google Patents
一种生物质液化燃油的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109054883A CN109054883A CN201811046779.5A CN201811046779A CN109054883A CN 109054883 A CN109054883 A CN 109054883A CN 201811046779 A CN201811046779 A CN 201811046779A CN 109054883 A CN109054883 A CN 109054883A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- raw material
- bio
- fuel
- mixed
- mass ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种生物质液化燃油的制备方法。本发明首先通过对原料进行处理，首先将其与添加剂进行混合，蒸汽爆破，利用蒸汽爆破处理，提高了原料的松散程度，并且通过添加剂的作用，提高了原料的孔隙率，再利用醋酸进行浸泡，通过醋酸的浸泡，可以使原料内部形成微孔及裂痕，再将其与硫酸铁、助剂进行混合，利用混合液的作用可以使体系中的金属离子进行沉降，对原料中的孔隙进行填充，从而形成了铁锰镍三系微量包裹原料的状态，提高了对原料的催化效率，同时加入的蔗糖可以有效的增加其中的碳含量，促进液化效率，最后在液化过程中，通过预热可以首先提高原料的活性，在通过高温高压进行液化，获得了生物质液化燃油。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种生物质液化燃油的制备方法。
背景技术
随着科学技术的高速发展，生物质能的开发将依赖创新技术来实现更大的发展。生物质能的新技术，尤其对常压快速液化制取液化油的研究一旦获得突破性进展，将会大大促进生物质能的开发应用，尤其能够在边远的乡村地区把体积庞大的木质纤维素液化为便于运输和富有工业化加工价值的“生物原油”，将漫长的地质化学过程浓缩在数十分钟内完成。
生物质常压液化方法的优点就是能把生物质资源在较低的温度和常压下用溶剂介质就能发生热化学反应得到液体产物—生物油，生物油不但可以替代许多锅炉、熔炉、发动机及透平机等使用的燃油或柴油，用以供热或发电，而且还可以从中萃取或通过加聚缩合反应生产许多化学产品，如食品调料、树脂、农业化学品、化肥、控排药剂等，其性质具有能跟商品化产品相媲美，其合成树脂具有更好的生物降解性能，与环境的协调性更胜一筹。生物油是生物质的衍生燃料，作为汽轮机燃料使用时有许多优点，如燃烧过程CO2排放中等；没有SOX生成；NOX的排放量不到使用柴油时排放量的一半。生物油浓缩后还可作为机动车燃料。常压液化方法的研究对于降低化工原材料的价格、开拓生物质原料的新用途，对可再生资源综合利用减少因生物废料引起的环境污染等都具有非常重要的现实意义，所以充分利用这种供应充足、可再生、可生物降解的天然资源制备环境友好化工材料与能源有助于解决能源短缺及实现社会的可持续发展。
目前最常用的高压液化溶剂是水，其他还包括低碳醇、低碳酯、丙酮、四氢萘、苯酚或它们的混合物等。这些溶剂的特点是分子量较小，对生物质液化大分子产物的高温溶解性较差，固体残渣多，生物质液化收率偏低，一般都需要加入催化剂来提高生物质液化率。比如公开号为CN1952043A的专利申请提出了生物质在水中液化的方法，该方法需要用K2CO3等盐或KOH等碱为催化剂来提高生物质的液化率；公开号为CN101560416A的专利申请提出了生物质在超临界甲醇中的液化方法，该方法也需要用K2CO3等盐或KOH等碱为催化剂来提高生物质的液化率，加入盐或碱作为催化剂虽然能提高生物质液化率，但这不仅提高了生产成本，还会产生大量废弃物污染环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前在制备生物质液化燃油过程中，多以盐或碱作为催化剂，易造成环境污染的问题，本发明提供了一种生物质液化燃油的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种生物质液化燃油的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将原料、添加剂、水按质量比6～7:1:3～5混合均匀，蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物，过滤，收集滤渣，将滤渣进行挤压，再放入松散机中打散，收集打散物；
（2）将打散物按质量比1:3～5放入醋酸溶液中浸泡，过滤，洗涤至中性，收集洗涤物，按重量份数计，取30～40份洗涤物、120～130份水、7～9份硫酸铁、6～8份助剂，放入容器中进行超声震荡；
（3）待超声震荡结束后，加入混合液，加入量为水质量的30～32％，加热，搅拌，保温静置，过滤，收集滤饼；
（4）将滤饼与混合溶液按质量比1:3～5进行混合，放入反应器中，进行预热，升温至230～250℃，升压至1～4MPa，保温，冷却，过滤，收集过滤液，即得生物质液化燃油。
所述步骤（1）中原料为将小麦秸秆、玉米秸秆及木屑按质量比1～3:1～5:4～9混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，收集粉碎物，即得原料。
所述步骤（1）中添加剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠按质量比3～5:1混合而成。
所述步骤（2）中助剂为硫酸锰、硝酸镍按质量比4～6:1混合而成。
所述步骤（2）中混合液为将蔗糖、草酸铵溶液按质量比2～4:10～20混合而成。
所述步骤（4）中混合溶液为甲醇溶液、丙酮按体积比3～5:4混合而成。
所述步骤（4）中预热条件为90～105℃，预热时间为30～40min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明首先通过对原料进行处理，首先将其与添加剂进行混合，蒸汽爆破，利用蒸汽爆破处理，提高了原料的松散程度，并且通过添加剂的作用，提高了原料的孔隙率，再利用醋酸进行浸泡，通过醋酸的浸泡，可以使原料内部形成微孔及裂痕，再将其与硫酸铁、助剂进行混合，利用混合液的作用可以使体系中的金属离子进行沉降，对原料中的孔隙进行填充，从而形成了铁锰镍三系微量包裹原料的状态，提高了对原料的催化效率，同时加入的蔗糖可以有效的增加其中的碳含量，促进液化效率，最后在液化过程中，通过预热可以首先提高原料的活性，在通过高温高压进行液化，通过铁锰镍对原料内部的填充以及微量包裹，可以有效的增加催化效率，避免了传统的催化剂仅仅是与原料外表面的接触，催化效率低的问题，同时也避免了对环境的污染，在使用之后，催化剂可回收再利用，并且还可以对秸秆中的无机盐进行吸附，避免无机盐对液化产物的影响。
具体实施方式
原料为将小麦秸秆、玉米秸秆及木屑按质量比1～3:1～5:4～9混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，收集粉碎物，即得原料。
添加剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠按质量比3～5:1混合而成。
助剂为硫酸锰、硝酸镍按质量比4～6:1混合而成。
混合液为将蔗糖、草酸铵溶液按质量比2～4:10～20混合而成。
混合溶液为甲醇溶液、丙酮按体积比3～5:4混合而成。
一种生物质液化燃油的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将原料、添加剂、水按质量比6～7:1:3～5混合均匀，蒸汽爆破，设定压力为1～3MPa，维持压力70s，收集蒸汽爆破物，过滤，收集滤渣，将滤渣以4MPa进行挤压30s，再放入松散机中打散，收集打散物；
（2）将打散物按质量比1:3～5放入醋酸溶液中浸泡2h，过滤，洗涤至中性，收集洗涤物，按重量份数计，取30～40份洗涤物、120～130份水、7～9份硫酸铁、6～8份助剂，放入容器中进行超声震荡20min；
（3）待超声震荡结束后，加入混合液，加入量为水质量的30～32％，加热至40～45℃，搅拌1h，保温静置2h，过滤，收集滤饼；
（4）将滤饼与混合溶液按质量比1:3～5进行混合，放入反应器中，进行预热，预热条件为90～105℃，预热时间为30～40min，升温至230～250℃，升压至1～4MPa，保温4～6h，冷却至室温，过滤，收集过滤液，即得生物质液化燃油。
实施例1
原料为将小麦秸秆、玉米秸秆及木屑按质量比3:5:9混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，收集粉碎物，即得原料。
添加剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠按质量比5:1混合而成。
助剂为硫酸锰、硝酸镍按质量比6:1混合而成。
混合液为将蔗糖、草酸铵溶液按质量比4:20混合而成。
混合溶液为甲醇溶液、丙酮按体积比5:4混合而成。
一种生物质液化燃油的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将原料、添加剂、水按质量比7:1: 5混合均匀，蒸汽爆破，设定压力为3MPa，维持压力70s，收集蒸汽爆破物，过滤，收集滤渣，将滤渣以4MPa进行挤压30s，再放入松散机中打散，收集打散物；
（2）将打散物按质量比1:5放入醋酸溶液中浸泡2h，过滤，洗涤至中性，收集洗涤物，按重量份数计，取40份洗涤物、130份水、9份硫酸铁、8份助剂，放入容器中进行超声震荡20min；
（3）待超声震荡结束后，加入混合液，加入量为水质量的32％，加热至45℃，搅拌1h，保温静置2h，过滤，收集滤饼；
（4）将滤饼与混合溶液按质量比1:5进行混合，放入反应器中，进行预热，预热条件为105℃，预热时间为40min，升温至250℃，升压至4MPa，保温6h，冷却至室温，过滤，收集过滤液，即得生物质液化燃油。
实施例2
原料为将小麦秸秆、玉米秸秆及木屑按质量比2:3:7混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，收集粉碎物，即得原料。
添加剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠按质量比4:1混合而成。
助剂为硫酸锰、硝酸镍按质量比5:1混合而成。
混合液为将蔗糖、草酸铵溶液按质量比3:15混合而成。
混合溶液为甲醇溶液、丙酮按体积比4:4混合而成。
一种生物质液化燃油的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将原料、添加剂、水按质量比6.5:1:4混合均匀，蒸汽爆破，设定压力为2MPa，维持压力70s，收集蒸汽爆破物，过滤，收集滤渣，将滤渣以4MPa进行挤压30s，再放入松散机中打散，收集打散物；
（2）将打散物按质量比1:4放入醋酸溶液中浸泡2h，过滤，洗涤至中性，收集洗涤物，按重量份数计，取35份洗涤物、125份水、8份硫酸铁、7份助剂，放入容器中进行超声震荡20min；
（3）待超声震荡结束后，加入混合液，加入量为水质量的31％，加热至43℃，搅拌1h，保温静置2h，过滤，收集滤饼；
（4）将滤饼与混合溶液按质量比1:4进行混合，放入反应器中，进行预热，预热条件为100℃，预热时间为35min，升温至240℃，升压至3MPa，保温5h，冷却至室温，过滤，收集过滤液，即得生物质液化燃油。
实施例3
原料为将小麦秸秆、玉米秸秆及木屑按质量比1:1:4混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，收集粉碎物，即得原料。
添加剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠按质量比3:1混合而成。
助剂为硫酸锰、硝酸镍按质量比4:1混合而成。
混合液为将蔗糖、草酸铵溶液按质量比2:10混合而成。
混合溶液为甲醇溶液、丙酮按体积比3:4混合而成。
一种生物质液化燃油的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）将原料、添加剂、水按质量比6:1:3混合均匀，蒸汽爆破，设定压力为1MPa，维持压力70s，收集蒸汽爆破物，过滤，收集滤渣，将滤渣以4MPa进行挤压30s，再放入松散机中打散，收集打散物；
（2）将打散物按质量比1:3放入醋酸溶液中浸泡2h，过滤，洗涤至中性，收集洗涤物，按重量份数计，取30份洗涤物、120份水、7份硫酸铁、6份助剂，放入容器中进行超声震荡20min；
（3）待超声震荡结束后，加入混合液，加入量为水质量的30％，加热至40℃，搅拌1h，保温静置2h，过滤，收集滤饼；
（4）将滤饼与混合溶液按质量比1:3进行混合，放入反应器中，进行预热，预热条件为90℃，预热时间为30min，升温至230℃，升压至1MPa，保温4h，冷却至室温，过滤，收集过滤液，即得生物质液化燃油。
对比例
利用传统催化剂生产制备的生物质液化燃油。
将实施例1～3进行提纯精制后，与对比例的生物质液化燃油进行测试。
液化得率计算公式如下：
Y％＝（M0-M1）/M0×100％
式中Y代表液化得率，％；M1代表液化产物中残渣的质量，g；M0代表液化过程中所用稻巧的质量，g。
粘度的测定：将液化产物置于NDJ-4型旋转粘度计的转筒内，将转筒置于恒温震荡水浴锅中，湿度控制在40℃。选取适当的转子，测定产物的动力粘度。
酸值的测定：取0.15～0.2g液化产物，溶于25mL二氧六环水溶液中（二氧六环:水＝4:1V/V），利用标定过得的0.09mol/L氢氧化钠溶液滴定至平衡点。
灰分的测定：采用焚烧法，将生物油在有氧条件下加热到775℃灼烧，剩余的残余物即为灰分。
重油组分的测定：称取1.0～1.5g液化产物于恒重的称量瓶中，放入105℃的烘箱烘至产物恒重，取出，冷却至室温称量。
测试结果如表1。
表1
综上可得，本发明制备的生物质液化燃油具有较好的性质。
Claims (7)
1.一种生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将原料、添加剂、水按质量比6～7:1:3～5混合均匀，蒸汽爆破，收集蒸汽爆破物，过滤，收集滤渣，将滤渣进行挤压，再放入松散机中打散，收集打散物；
（2）将打散物按质量比1:3～5放入醋酸溶液中浸泡，过滤，洗涤至中性，收集洗涤物，按重量份数计，取30～40份洗涤物、120～130份水、7～9份硫酸铁、6～8份助剂，放入容器中进行超声震荡；
（3）待超声震荡结束后，加入混合液，加入量为水质量的30～32％，加热，搅拌，保温静置，过滤，收集滤饼；
（4）将滤饼与混合溶液按质量比1:3～5进行混合，放入反应器中，进行预热，升温至230～250℃，升压至1～4MPa，保温，冷却，过滤，收集过滤液，即得生物质液化燃油。
2.根据权利要求1所述生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中原料为将小麦秸秆、玉米秸秆及木屑按质量比1～3:1～5:4～9混合均匀，放入粉碎机中进行粉碎，收集粉碎物，即得原料。
3.根据权利要求1所述生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中添加剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠按质量比3～5:1混合而成。
4.根据权利要求1所述生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中助剂为硫酸锰、硝酸镍按质量比4～6:1混合而成。
5.根据权利要求1所述生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中混合液为将蔗糖、草酸铵溶液按质量比2～4:10～20混合而成。
6.根据权利要求1所述生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中混合溶液为甲醇溶液、丙酮按体积比3～5:4混合而成。
7.根据权利要求1所述生物质液化燃油的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中预热条件为90～105℃，预热时间为30～40min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811046779.5A CN109054883A (zh) | 2018-09-08 | 2018-09-08 | 一种生物质液化燃油的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811046779.5A CN109054883A (zh) | 2018-09-08 | 2018-09-08 | 一种生物质液化燃油的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109054883A true CN109054883A (zh) | 2018-12-21 |
Family
ID=64760831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811046779.5A Pending CN109054883A (zh) | 2018-09-08 | 2018-09-08 | 一种生物质液化燃油的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109054883A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111234558A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所 | 一种青稞麦绿素的提取方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101172932A (zh) * | 2006-11-01 | 2008-05-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种植物秸秆液化制备生物质多元醇的方法 |
| CN101177614A (zh) * | 2006-11-10 | 2008-05-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 锰类催化剂在生物质制备生物燃油中的应用 |
| CN103443252A (zh) * | 2011-03-10 | 2013-12-11 | 科伊奥股份有限公司 | 用于快速热解为液体的生物质预处理 |
| CN106221719A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-14 | 陈永林 | 一种利用生物质微波热解制备生物油的方法 |
-
2018
- 2018-09-08 CN CN201811046779.5A patent/CN109054883A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101172932A (zh) * | 2006-11-01 | 2008-05-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种植物秸秆液化制备生物质多元醇的方法 |
| CN101177614A (zh) * | 2006-11-10 | 2008-05-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 锰类催化剂在生物质制备生物燃油中的应用 |
| CN103443252A (zh) * | 2011-03-10 | 2013-12-11 | 科伊奥股份有限公司 | 用于快速热解为液体的生物质预处理 |
| CN106221719A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-14 | 陈永林 | 一种利用生物质微波热解制备生物油的方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111234558A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-06-05 | 西藏自治区农牧科学院农业资源与环境研究所 | 一种青稞麦绿素的提取方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shen et al. | Recent advances in mechanochemical production of chemicals and carbon materials from sustainable biomass resources | |
| CN103013552B (zh) | 常压下固体酸催化液化生物质制备生物油的方法 | |
| CN103084187B (zh) | 一种碳基固体酸及其制备方法 | |
| Ding et al. | Development of bio oil and bio asphalt by hydrothermal liquefaction using lignocellulose | |
| CN101974161B (zh) | 一种溶解和快速水解木质纤维素生物质的方法及其设备和应用 | |
| CN102153528B (zh) | 一种秸秆制备糠醛、聚醚多元醇、酚醛树脂、纳米二氧化硅的方法 | |
| CN100434164C (zh) | 一种催化剂体系及采用该催化剂体系生产生物柴油的方法 | |
| Battista et al. | Enzymatic hydrolysis at high dry matter content: The influence of the substrates’ physical properties and of loading strategies on mixing and energetic consumption | |
| Wang et al. | Calcium-loaded municipal sludge-biochar as an efficient and stable catalyst for biodiesel production from vegetable oil | |
| Ding et al. | Effects of process water recirculation on yields and quality of hydrochar from hydrothermal carbonization process of rice husk | |
| CN107140637A (zh) | 一种含糖木质素基脲醛树脂电容炭的制备方法 | |
| CN108671960A (zh) | 一种高水热稳定性MOFs催化剂、制备及用于纤维素转化制备化学品的方法 | |
| CN111097448B (zh) | 一种复合碳基固体酸催化剂的制备方法及其在木质纤维素液化中的应用 | |
| Wang et al. | Efficient Production of Methyl Oleate Using a Biomass‐Based Solid Polymeric Catalyst with High Acid Density | |
| CN109054883A (zh) | 一种生物质液化燃油的制备方法 | |
| Yang et al. | Pyrolysis and hydrothermal carbonization of biowaste: A comparative review on the conversion pathways and potential applications of char product | |
| CN105950274A (zh) | 一种羟基供体协同亚/超临界乙醇液化秸秆类纤维素制备生物油的方法 | |
| CN100404641C (zh) | 一种利用超声波进行甲醇酯化制备生物柴油的方法 | |
| CN103709414A (zh) | 一种单分散碱木质素分子液体的制备方法及其应用 | |
| CN101423588A (zh) | 一种生产高吸水树脂的工业合成方法 | |
| CN106479678A (zh) | 利用醇解法将餐厨废油合成聚氨酯用多元醇的方法 | |
| CN104098440B (zh) | 一种催化转化芒草制备二元醇的方法 | |
| CN110104628A (zh) | 一种高强度生物质基泡沫炭的制备方法 | |
| CN108067233A (zh) | 提高污泥热水解效率的泡沫镍基催化剂及其制备方法 | |
| CN107540749A (zh) | 一种乙酸辛酸纤维素酯的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181221 |