CN1376766A - 生物质快速裂解油的加氢处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质快速裂解油的加氢处理方法,采用炼油工业上应用的加氢处理催化剂,并加入供氢溶剂降低结焦率,在合适的反应温度、反应时间、反应压力等工艺条件下,达到改善生物质快速裂解油的性能,扩大其使用范围的目的,为生物质资源的开发提供基础。

Description

生物质快速裂解油的加氢处理方法
                       技术领域
本发明涉及一种生物质快速裂解油的加氢处理方法。
                       背景技术
众所周知，环境和能源问题将成为二十一世纪全球注意的焦点，随着石油，天然气和煤等不可再生能源的日益枯竭及他们所带来的环境污染的日益严重，各国学者纷纷把目光转向了清洁的可再生资源—生物质资源。
生物质的开发和利用主要集中在以生产液体燃料为目的生物质快速裂解技术上，由于其较高的液体产率，引起了全球的广泛关注。但由于生物质快速裂解油粘度、密度较大，氧含量较高(40％)，特别是它的热不稳定性(加热至120℃即结焦成海绵状焦体)导致其不能直接作为发动机燃料，而且由于生物质裂解油中大量的含氧官能团的存在，特别是醛、酮等化合物，即便在常温条件下也会发生缩聚反应，造成其储存和运输的困难。总之，要想扩大生物质裂解油的使用范围，必须对其进行精制。
最有效的解决方法是通过加氢脱氧改善生物质油的性能。但是，正因为生物质快速裂解油的独特性质导致它的精制不同于石油及其馏分油，而且由于生物质裂解油的热不稳定性，导致它的处理将更加困难。尽管各国对于生物质快速裂解技术研究较多，但对于生物质快速裂解油的精制，目前取得的成果还较少，专利只有美国专利4795841一个，其为了克服生物质油不稳定这一重要的局限性，提出了两步加氢处理的方法。首先在250℃-280℃之间进行稳定然后再进行高温的深度加氢处理。但是正是由于两步处理，使得副产品增多，导致目的产物液体产品的产率仅为35％。我国在生物质快速裂解油的处理方面的研究还处于空白。
                       发明内容本发明的目的是针对生物质裂解油不稳定的局限性，提供一种生物质快速裂解油的加氢处理方法，尽量减少气体、焦炭等副产品的产生，获得较高的液体产率，生产出石油的替代液体燃料，扩大生物质快速裂解油的使用范围，为生物质取代化石燃料提供基础。
本发明的构思：
本发明人经研究发现，生物质裂解油的加氢处理存在着竞争反应，即脱氧反应和聚合反应的竞争，生物质裂解油在其精制的过程中会产生焦油，而这些焦油会进一步结焦形成焦炭。本研究期望在裂解油结焦之前将其氧脱掉就能避免焦炭的生成。因此，必须是脱氧反应速率大于结焦速率。结焦速率的影响比较复杂，但是升高温度将大大增加脱氧速率，而且研究发现焦炭前身即焦油的数量随着温度的升高而减少，因此通过升高温度进行一步的加氢脱氧反应即可达到改善裂解油性能的目的。
本发明的技术方案为：
将生物质快速裂解油、催化剂和供氢溶剂置于密封反应器内，置换空气后通入氢气，充压至压力为2-15Mpa，然后加热升温至340℃-550℃，反应10-240min。反应结束后，反应产物经冷却后即为精制生物质快速裂解油。
其中所述的催化剂为CoMo/Al2O3或NiMo/Al2O3，其用量为生物质快速裂解油重量的3-25％；所述的供氢溶剂以四氢萘或十氢萘为佳，其用量为生物质快速裂解油重量的10-150％为宜；升温速率优选10℃-50℃/min。
本发明所述的生物质快速裂解油的加氢处理方法具有如下优点：
1.脱氧速率大于结焦速率，在裂解油结焦之前将氧脱掉，减少了焦炭的生成。
2.反应中采用了供氢溶剂，起稀释和供氢的作用。
3.应用工业生产的催化剂，扩大其适用范围。
4.一步完成，减少操作难度，增加目的产物的产率。
                        具体实施方法
下面通过实施例对本发明作进一步说明：
                           实例一
以加氢脱氧为目的对生物质裂解油进行加氢处理：
以活性组分为CoMo的催化剂，在总压11.2Mpa，反应时间60min，反应温度360℃的操作条件下，可使产品中的氧含量由原料的41.8wt％降到2.97wt％。
                           实例二
以加氢裂化为主要目的对生物质裂解油进行加氢处理：
以活性组分为CoMo的催化剂，在总压16Mpa反应时间60min，反应温度390℃的操作条件下，可使中间馏分油(C5～350℃)占总液体产率的88wt％。

Claims (3)

1、一种生物质快速裂解油加氢处理方法，其特征在于，所述方法的主要步骤是将生物质快速裂解油、催化剂和供氢溶剂置于密封反应器内，置换空气后通入氢气，充压至压力为2-15Mpa，然后加热升温至340℃-550℃，反应10-240min，反应结束后，反应产物经冷却后即为精制生物质快速裂解油，
其中所述催化剂为CoMo/Al2O3或NiMo/Al2O3，其用量为生物质快速裂解油重量的3-25％。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述供氢溶剂为四氢萘或十氢萘，供氢溶剂用量为生物质快速裂解油重量的10-150％。
3、权利要求1所述的方法，其特征在于，升温速率为10℃-50℃/min。
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