CN1313567C - 发酵草禾烃酿造重烃制备轻质燃料油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用发酵生物肽重烃解离酶双氢转因子改性纤维素(简称草禾烃)与重烃混合酿造，生成烷基烃C8-C24的发酵草禾烃酿造重烃制备轻质燃料油的方法，草禾烃与重烃类物质按20-80%和20-80%混合酿造，出口温度为80-280℃，重烃类是沉积重质渣油、煤焦油、废沥青、稠油、化工厂清污油、废橡胶、旧轮胎、废工程塑料和煤，反应后的废渣，是石墨电极，活性炭、碳粉和乙炔的原料，既有利于废旧资源的再生利用，又解决了能源短缺，还净化了环境，能量的废弃物极少，也是一种净化环境的能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用发酵生物肽重烃解离酶双氢转因子改性纤维素(简称草禾烃)与重烃混合酿造，生成烷基烃C8-C24的发酵草禾烃酿造重烃制备轻质燃料油的方法。
背景技术
目前石油紧缺，能源紧张已经成为影响经济发展的重要问题，工业、农业、生活，没有一项能够离开能源，但是地球上的资源不是用之不竭的，石油、煤炭等资源都向人们发出了警告，目前，人类开采石油资源，已经达到了极限。我国2003年石油原料资源缺口7000万吨，农用交通原料燃料油、海洋开发船舶重柴油消耗日益上涨。据2003年10月底调研：燃料油市场价2300元/吨，轻柴油价格3100元/吨，目前市场柴油零售价已突破4100元/吨。一边是能源资源消耗殆尽，另一边是能源资源不能再生，寻找新的能源，生产廉价的燃料，成为世界能源科学一项紧迫的任务。对于未来国际上交通、工业能源燃料，根本的解决办法是寻找能替代石油的燃料。欧洲一些国家、美国、日本都对生物燃料给予极大的重视，欧洲已经制定了生物柴油的相应标准，这种生物柴油来源于大豆、菜籽油。2001年欧盟的生物柴油产量突破100万吨，其中法国和德国是最大的生产厂国，生物柴油可以在现行的柴油机上使用，无需改装，德国的奔驰、宝马、大众汽车，生产的各种类型的柴油机都允许使用生物柴油，美国在20世纪90年代初开始生产生物柴油，此外，加拿大、巴西、日本、新西南和其他一些国家也在发展生物柴油技术和产业。但是由于这种生物柴油是大豆、菜籽为原料，其成本很高，给生物柴油的推广带来一定难度。
物理学家认为：碳水化合物干粉和光合作用下成长的植物和作物、枯草，学术上称为生物质资源，如果加工成颗粒，与石油、烃类微生物混合发酵，他们升华到一定程度，只要稍微烷基化，加入强氧化剂，就能合成最原始的炸药。爆炸是物质释放能量的体现。目前，植物枝叶、秸秆、枯草等碳水化合物，除一少部分用作农副产品或手工业材料消耗外，绝大部分丢弃田间白白烧掉。经过测定：常规点燃或自然的方式消耗秸秆，只利用了他们能量的12-13％，我国盛产禾本植物4600种，其中农作物水稻、小麦、玉米、高粱等作物秸秆年产3.7亿吨，野生枯草1.2亿吨，可以年复一年的生产和利用，用之不竭，取之不尽，目前，世界各国都没有把其当作工业上重要原料，弃之或是烧掉，严重影响了自然生态环境。
目前我们的炼油技术还无法将开采出的原油完全吃干榨净，部分油田、工业废料剩余相当一部分沉积重质烃类资源，如，石油炼制无法达到目的的超稠原油1700万吨，高凝油900万吨，炼制渣油3000万吨等，还有一些废弃的汽车轮胎，废弃的工程高分子材料，废弃沥青，炼焦的煤焦油等比比皆是，不仅造成资源的浪费，而且造成环境污染，如果将这些物质全部利用起来作为能源和再生材料的原料的话，不仅能够解决环境污染问题，而且能够解决能源和再生新材料等问题，
发明内容
本发明的目的是利用生物肽微工程过渡交叉转因子技术，将各种植物、作物秸秆、枯草，经过研磨加工发酵后与重烃类物质混合酿造烷基化生成C8-C24轻质燃料烃的生产方法。
本发明的技术方案是：
1.备料工艺：将草、禾精加工粉碎研磨成250-300目；
2.朊化工艺：草、禾粉加入相当于草禾粉重量1.5-6％的生物肽重烃解离酶；
3.改性烷基化工艺：加入相当于草禾粉重量0.05-0.3％的化合游离转因子助剂四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠，二者比例为1∶1；
4.发酵工艺：将以上备好的原料，在温度20-60℃进行发酵，时间30-36小时，得到草禾烃；
5.生物酿造工艺：将草禾烃与重烃类物质混合，加热至罐中热量达到2万大卡，出口温度达到80-280℃时，生产出轻质燃料烃(C8-C24)。
草、禾粉和重烃类物质混合按重量百分比为20-80％和20-80％。草、禾是农作物秸秆、植物枝叶、枯草。将其粉碎加工成260-300目细粉，脱水加入辅料发酵，生产利用率60-70％。
有机辅料生物肽重烃解离酶是一种从石油中提取的极端微生物工业菌中提取的酶，是活性“DNA”氨基酸因子构成的石油肽(酶)的一种。该物质具有亲油基分子结构一端，在升华热条件下，必须保证亲水基另一端溶解生物石油酶体的正向输入，并使其准确过渡发送到重烃杂环结构中，按原升华工艺温度不断作用于烃链中的C-C键位，使其裂解，而自身依然固定在肽链上的多元石油复合酶编组中，其质量标准是在生产中合成的稳定性。本发明使用的生物肽重烃解离酶是由辽宁省盘锦兴隆台金旺石油助剂厂生产的兰明环菌石油酶，在常温、常压下以任何比例与超稠原油、重油调配，加热至140℃后，超稠原油、重油的大分子结构断链重组，形成小分子结构，可以达到炼制标准的油品。
本方案使用生物肽重烃解离酶络合四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠(朊)作为化合游离转因子助剂，是草禾烃本质中的亲和羟基，含有大量的有机钙，秸秆中有机硅、活性钙，依据计数板乘数的比值确定草禾烃酿造中烃类酶的活力，其酶促反应作用与重烃组分中的C-C能失衡成正比，运作草禾烃减基、自由基离子接受吸收来维护解离下来的小分子轻组分烃类分子残端，分子表面张力均衡，在双向交叉流态因子互换过程中，相当多数的纤维素、半纤维素、木聚素、肌醇糖在升华过热碳化前，获得肽基游离的负离子肽氢元素，改性再参与改性混溶的液相重组中。在生产工艺中，生化技术不断改变分子表面张力，使易散分子流态定向在装置容器内，如果施加外力，达到相对的有酿造运行设备值供能产生相对静电偶极距反力平衡，这样，设计降低酶促反应催化底物的工艺温度，而提高各组细胞酶元活力，使光和资源材料全息向“碳氢”化合物“烷基化”(烷基烃C8-C24)。
重烃类是沉积重质渣油、煤焦油、废沥青、稠油、化工厂清污油、废橡胶、旧轮胎、废工程塑料和煤。
本发明利用草禾烃与重油、稠油等含胶质、沥青质高的油，反应后的废渣，是石墨电极的原料，与重质渣油、废沥青，反应后的废渣，是活性炭和碳粉，与煤、煤焦油、高分子工程塑料反应后的废渣是乙炔的原料，既有利于废旧资源的再生利用，又解决了能源短缺，还净化了环境，能量的废弃物极少，也是一种净化环境的能源。
表1产品技术指标参数测定报告
| 重烃沥青(45万Mpa.s)取样1000g | 轻质燃料油(烷基烃C8-C24)取样1000g | ||
| 初馏点274℃ | 体积(ml％) | 初馏点148℃ | 体积(ml％) |
| 140 | 0 | 140 | 0 |
| 160 | 0 | 160 | 2 |
| 180 | 0 | 180 | 16 |
| 220 | 0 | 220 | 20 |
| 260 | 0 | 260 | 30 |
| 280 | 3 | 280 | 32 |
| 300 | 5 | 300 | 41 |
| 320 | 8 | 320 | 54 |
| 340 | 焦化 | 340 | 65 |
| 360 | 360 | 焦化 | |
表2产品技术指标参数测定报告
| 1000g样品 | |||
| 水(％) | 2.4 | 灰分 | 1.83 |
| 机械杂质 | 合格 | 硅酸钠(％) | 1.26 |
| 热值(达卡) | 9027 | 热晗值(达卡) | 11068.81 |
| 正异构烷烃(％) | 15-17.5 | 环烷烃(％) | 36-38.4 |
| 杂环烷烃(％) | 3-5 | 繁环烷烃(％) | 5-5.6 |
| 生物肽素 | 2.3 | 化合胶质(％) | 3-3.5 |
| 密度(cm3) | 0.9894 | 含烃饱和度(％) | 63.2 |
| 闪点(℃) | 开口85-90 | 改性纤维素(％) | 83.26 |
| 燃点(℃) | 60/100 | 其他矿物质(％) | 0.04 |
从表2烃类组分分析，可以看出该能源，轻质烃类含量均高于重烃石油产品(包括：沥青、常减压渣油、垃圾油。)
根据国家石油石化能源一级检验单位辽宁石油产品节能理化研究检测中心检测，该产品，受热100℃燃点、闪点稳定。对沥青和高凝油有明显降凝、减粘轻质化作用，依据流程参数，气象抽样148℃，分析测定含有C3-C5析出，表明该产品有明显断链重组重烃分子结构，增加燃烧值、提高热晗，热态交叉使产品改性化合，重烃轻组分明显增加。
具体实施方式
实施例1
本实施例是盘锦金海岸石油化工有限公司十五万吨常减压改炼烃禾粉混配重质超稠油工艺实例，这个公司是常减压十五万吨炼油装置，因原料(原油)紧张，改造工艺生产沥青，使用辽河油田重质超稠油，其产品70％以上是沥青产品。2003年4月公司使用研制的草禾烃与重质超稠油配比混合蒸馏酿造加工，收率效果很理想，具体工艺及参数如下：
未加草禾烃的重质超稠油脱水后室内评估：初馏点：273℃，重质超稠油测试量：100ml，300℃出率17％。
按30％的草禾烃，70％的重质超稠油比例混合，初馏点：140℃，比未加草禾烃的馏程降低133℃，重质超稠油测试量：100ml，305℃出率60.34％。
扩大到生产装置，按总量100％配制，取30％的草禾粉，70％的重质超稠油，加入相当于草禾粉重量4％的生物肽重烃解离酶和相当于草禾粉重量0.1％的化合游离转因子助剂四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠，比例为1∶1，在83℃的地池中混合搅拌，恒温85℃酿造发酵36个小时，发酵使原油体积膨胀20％，减粘降稠率达到96％，泵送效果极佳。用泵将原料送入原料罐，同时开启蒸汽加热常压装置，控制塔顶温度，107℃以下，干度40％以上，锁定加热炉进口温度，105℃，出口温度385℃，物料进给量调整20吨/小时、23吨/小时、28吨/小时至正常。生产运行记录：2003年4月16日至2003年4月17日结束。
1班：轻质油出油率130吨/10小时，排渣63吨/10小时；
2班：轻质油出油率145吨/8小时，排渣70吨/10小时；
3班：轻质油出油率240吨/12小时，排渣98吨/10小时；
次日
1班：轻质油出油率255吨/6小时，排渣102吨/6小时；
2班：清渣扫线，总炼制量1200余吨，生产运行炼耗3‰；生产轻组分测定：密度0.84，色泽：茶色，闪点：55℃，气味：微烟味，
标准：-10#轻柴油。
排渣稍加处理，是复印机和打印机用的墨粉。
该工艺明显降低超稠油黏度，提高轻质含量，可降低投入成本28％，达到重油轻质化，由于降低了初馏程温度，可比传统工艺节约能耗30％以上，可以提高常减压的综合效益。
实施例2
本实施例是山西河津市50万吨草禾烃与煤焦油混合生产燃料油工艺，山西河津市，以产焦炭闻名于世，但是产焦炭后产生的煤焦油却无法处理，不仅污染环境，而且浪费资源，用草禾烃与煤焦油混合生产燃料油工艺，取40％的草禾粉，参入其重量2％的生物肽重烃解离酶和0.2％的化合游离转因子助剂四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠，比例为1∶1，再与60％的煤焦油混合发酵，发酵温度60℃，时间为30小时，将发酵好的混合物，送入升华发酵装置，给装置加热，当原料热量达到二万大卡，出口温度达到140-280℃，生产出与-10号轻柴油性能相同的轻质燃料油，但是热量高于石油燃料，出油率60％，热值达到1.2万大卡，各项指标达到交通能源燃料C4-C24(轻柴油)标准，热值比轻柴油高出30％，排渣为电石的原料，无任何废水、废料排出。
实施例3
本实施例是鞍山年产260万吨生产用行线，应用生物肽重烃解离酶、改性烷基纤维素处理辽河油田特稠油。取30％的草禾粉，参入其重量6％的生物肽重烃解离酶和0.3％的化合游离转因子助剂四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠，比例为1∶1，再与70％的特稠油混合发酵，发酵温度60℃，时间为30小时，将发酵好的混合物，送入升华装置，给装置加热，当原料热量达到二万大卡，出口温度达到140-280℃，生产出与-10号轻柴油性能相同的轻质燃料油，本生产线处理加工一吨稠油比原生产线增加经济效益五倍以上，排出的废渣是工业碳粉原料。
实施例4
本实施例是用草禾烃和废旧橡胶轮胎作原料生产轻质燃料油，取庄稼秸秆、植物枝叶、枯草等，将草、禾精加工粉碎研磨成250-300目，然后给研磨好的草朊化，加入相当于草禾粉重量1.5％的生物肽重烃解离酶，再加入相当于草禾粉重量0.05％的化合游离转因子助剂四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠改性烷基化，比例为1∶1，将以上备好的原料在温度50℃进行发酵，时间30小时，然后进行生物酿造，加热至罐中热量达到2万大卡，出口温度达到140-280℃时，生产出含有各项指标达到交通能源燃料C4-C24(轻柴油)标准的轻质燃料油。
Claims (1)
1.一种发酵草禾烃酿造重烃制备轻质燃料油的方法，其特征在于：
(1)备料工艺：将草和/或禾精加工粉碎研磨成250-300目；
(2)朊化工艺：在草和/或禾粉中加入相当于草和/或禾粉重量1.5-6％的生物肽重烃解离酶；
(3)改性烷基化工艺：加入相当于草和/或禾粉重量0.05-0.3％的化合游离转因子助剂四氢呋喃锶叮和六氢喹啉钠，二者重量比例为1∶1；
(4)发酵工艺：将以上备好的原料，在温度20-60℃进行发酵，时间30-36小时，得到草禾烃；
(5)生物酿造工艺：将草禾烃与重烃类物质混合，加热至罐中热量达到2万大卡，出口温度达到80-280℃时，生产出轻质燃料烃C8-C24
草和/或禾粉和重烃类物质混合按重量百分比为20-80％和20-80％；
草和/或禾是农作物秸秆、植物枝叶或枯草；
重烃类是沉积重质渣油、煤焦油、废沥青、稠油、化工厂清污油、废橡胶、旧轮胎、废工程塑料或煤。
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