RU2695883C2 - Композиция для получения масла из биомассы и способ ее приготовления и применения - Google Patents

Композиция для получения масла из биомассы и способ ее приготовления и применения Download PDF

Info

Publication number
RU2695883C2
RU2695883C2 RU2017140245A RU2017140245A RU2695883C2 RU 2695883 C2 RU2695883 C2 RU 2695883C2 RU 2017140245 A RU2017140245 A RU 2017140245A RU 2017140245 A RU2017140245 A RU 2017140245A RU 2695883 C2 RU2695883 C2 RU 2695883C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biomass
oil
composition
hours
composition according
Prior art date
Application number
RU2017140245A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017140245A (ru
RU2017140245A3 (ru
Inventor
ЛИН Ке
Ли Лин
ГУО Ликсин
СУИ Йонгжун
ДЖИАНГ Лилонг
Original Assignee
Бейджинг Хуаши Юнайтед Энерджи Технолоджи энд Девелопмент Ко., Лтд.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бейджинг Хуаши Юнайтед Энерджи Технолоджи энд Девелопмент Ко., Лтд. filed Critical Бейджинг Хуаши Юнайтед Энерджи Технолоджи энд Девелопмент Ко., Лтд.
Publication of RU2017140245A publication Critical patent/RU2017140245A/ru
Publication of RU2017140245A3 publication Critical patent/RU2017140245A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2695883C2 publication Critical patent/RU2695883C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • 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
    • C10G1/08—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal with moving catalysts
    • C10G1/086—Characterised by the catalyst used
    • 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
    • C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
    • C10G47/24—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles
    • C10G47/26—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles suspended in the oil, e.g. slurries
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C10G2300/1014—Biomass of vegetal origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии. Композиция для получения масла из биомассы содержит биомассу, жидкое масло, катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент в определенных количествах. Биомассу смешивают с катализатором гидрокрекинга, вулканизирующим агентом, а затем с жидким маслом для получения жидкой смеси. В соответствии с применением композиции для получения масла из биомассы в производстве масла из биомассы, производится гидролиз при высоком давлении и высокой температуре с использованием содержащейся в биомассе воды. Изобретение позволяет увеличить выход масла из биомассы и снизить выход кокса. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 8 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к области биоэнергии, оно относится к композиции для получения масла из биомассы, способу получения композиции для получения масла из биомассы и применения композиции для получения масла из биомассы для получения масла из биомассы, и, в частности, относится к композиции, содержащей биомассу с определенным содержанием влаги, и применению композиции для получения масла из биомассы способом гидролиза и гидрогенизации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время, по мере развития общества, нефтехимические невозобновляемые энергоносители, такие как уголь, сырая нефть, природный газ и нефтеносные сланцы, постепенно исчерпываются, и поллютанты, такие как СО2, SO2 и NOx, выделяющиеся при сгорании нефтехимических невозобновляемых энергоносителей, обуславливают все более серьезное загрязнение окружающей среды, поэтому приходится задумываться о способах получения других энергоносителей и способах улучшения экологической ситуации.
Термин «биомасса» охватывает все органические вещества, которые образуются в результате прямого или непрямого фотосинтеза зеленых растений, включая растения, животных, микробов и их экскременты и метаболиты; основная характеристика биомассы состоит в том, что вода и СО2 из атмосферы прямо или непрямо преобразуются в органические вещества, богатые углеродом, водородом и кислородом в результате фотосинтеза, при этом биомасса является возобновляемым ресурсом с низким уровнем загрязнения окружающей среды и широкой распространенностью, что обеспечивает ей огромный потенциал и преимущества в аспектах удовлетворения потребностей в энергии, уменьшения загрязнения окружающей среды и улучшения структуры энергетики.
В последние годы развитие источников энергии из биомассы обычно продвигалось в направлении эффективных и чистых источников и, главным образом, проявлялось в преобразовании энергии биомассы в другие высококачественные источники энергии, включая электроэнергию, топливный газ, жидкое топливо, твердое топливо и т.п.Технологии сжижения биомассы представляют собой важные способы преобразования энергии биомассы в жидкое топливо и в настоящее время разделены, в основном, на два класса, т.е., непрямое сжижение и прямое сжижение. При этом прямое сжижение означает превращение биомассы из твердого состояния в жидкое непосредственно под действием растворителя или катализатора при подходящих температуре и давлении, сопровождаемое выделением газа. Основные варианты технологий прямого сжижения биомассы представляют собой пиролизное сжижение, каталитическое сжижение, гидротермальное сжижение под давлением и т.п., в частности, гидротермальное сжижение под давлением дает высокий выход продукта с высоким качеством, тем не менее, гидротермальное сжижение под давлением весьма требовательно к условиям реакции и, кроме того, дополнительно включает очень сложные процедуры, такие как высушивание твердого материала, дробление, суспендирование, нагрев, сжатие, проведение реакции и разделение. Например, способ совместного сжижения тяжелой нефти с биомассой путем гидрогенизации раскрыт в патенте КНР CN 103242871 A. Способ включает этапы предварительного дробления высушенной биомассы для получения предварительно измельченной биомассы с размером зерна 40-100 меш, последующего смешивания предварительно измельченной биомассы с тяжелой нефтью для формирования суспензии, добавления к суспензии катализатора и вулканизирующего агента, последующего помещения суспензии, катализатора и вулканизирующего агента в реактор гидрогенизации со слоем взвешенного осадка, проведения реакции гидротермального крекинга при контроле температуры реакции, которая должна находиться в диапазоне от 370°С до 430°С, и парциального давления водорода, которое должно находиться в диапазоне от 4 МПа до 8 МПа, и этапа, на котором продукт реакции подвергают фракционированию, получая в результате масло из биомассы и кокс. Тем не менее, при использовании указанной технологии, выход кокса достигает от 0,97% мас. до 1,90% мас., а биомасса должна подвергаться полному высушиванию, так что процесс приготовления является трудным и кропотливым.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, техническая проблема, которая подлежит решению в данном изобретении, заключается в том, что в процессе производства масла из биомассы с использованием биомассы, известной на данном уровне техники, легко протекает реакция поликонденсации, в которой производится большое количество кокса, и процесс предварительной обработки биомассы является трудным и кропотливым.
В соответствии с данным изобретением, биомассу с определенным содержанием влаги и продукт жидкого масла смешивают в композицию для получения масла из биомассы, в процессе производства масла из биомассы осуществляют гидролиз при высоком давлении и высокой температуре с использованием воды, содержащейся в биомассе, при этом совместное действие водорода и катализатора способствует разрыву связей С-С, С-O и C-N, образовавшиеся в результате разрыва связей ионы формируют связи с протонами свободного водорода, и связывание свободных радикалов прекращается быстро, поэтому реакция поликонденсации в кокс не реализуется, выход кокса снижается, а выход масла из биомассы дополнительно увеличивается.
Для решения вышеуказанной технической проблемы, в первом аспекте, данное изобретение предлагает композицию для получения масла из биомассы, содержащую:
биомассу и
жидкое масло,
причем содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. относительно массы биомассы.
Предпочтительно, биомасса имеет содержание влаги от 5% мас. до 10% мас., предпочтительно содержание влаги составляет 8% мас.
Предпочтительно, биомасса составляет 10-40 мас. ч. из всех 100 частей массы композиции.
Предпочтительно, биомасса составляет 30-40 мас. ч.
Предпочтительно, жидкое масло представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, состоящей из растительного масла, животного жира, каменноугольной смолы и масла из биомассы.
Предпочтительно, масло из биомассы получают из биомассы путем гидролиза, крекинга и гидрогенизации.
Предпочтительно, биомасса находится в виде твердых частиц, имеющих объемное распределение частиц по размеру в диапазоне от 1 до 5000 мкм, предпочтительно от 20 до 200 мкм.
Предпочтительно, композиция дополнительно содержит катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент, причем из всех 100 мас. ч. композиции, на долю катализатора гидрокрекинга приходится 0,1-10 мас. ч., предпочтительно 2-5 мас. ч., и на долю вулканизирующего агента приходится 0,1-0,5 мас. ч.
Предпочтительно, катализатор гидрокрекинга содержит одно или более веществ, выбранных из группы, состоящей из аморфного гидроксида окиси железа, растительного угля из биомассы, несущего активный компонент, и аморфного оксида алюминия, несущего активный компонент, причем активный компонент содержит одно или более веществ, выбранных из оксидов металлов группы VIB, группы VIIB и группы VIII периодической таблицы элементов.
Во втором аспекте, данное изобретение предлагает способ приготовления композиции для получения масла из биомассы, включающий этап смешивания биомассы с жидким маслом для получения жидкой смеси, причем содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. относительно массы биомассы и, предпочтительно, содержание влаги в биомассе составляет от 5% мас. до 10% мас.
Предпочтительно, биомассу и жидкое масло смешивают в такой пропорции, чтобы на долю биомассы приходилось 10-40 мас. ч., предпочтительно 30-40 мас. ч., относительно всех 100 мас. ч. композиции.
Предпочтительно, сначала смешивают биомассу с катализатором гидрокрекинга и вулканизирующим агентом для формирования смеси; и затем смесь смешивают с жидком маслом, формируя композицию для получения масла из биомассы. Из всех 100 мас. ч. композиции, на долю катализатора гидрокрекинга приходится 0,1-10 мас. ч., предпочтительно 2-5 мас. ч., и на долю вулканизирующего агента приходится 0,1-0,5 мас. ч. Катализатор гидрокрекинга содержит одно или более веществ, выбранных из группы, состоящей из аморфного гидроксида окиси железа, растительного угля из биомассы, несущего активный компонент, и аморфного оксида алюминия, несущего активный компонент, причем активный компонент содержит одно или более веществ, выбранных из оксидов металлов группы VIB, группы VIIB и группы VIII периодической таблицы элементов.
В третьем аспекте данное изобретение предлагает применение композиции для получения масла из биомассы в процессе производства масла из биомассы.
В четвертом аспекте данное изобретение предлагает масло из биомассы, произведенное из композиции для получения масла из биомассы, которая соответствует любой из композиций по первому аспекту или приготовлена любым из способов по второму аспекту.
Технологическая схема по данному изобретению имеет следующие преимущества.
1. В соответствии с данным изобретением композиции для получения масла из биомассы, композиция содержит биомассу и жидкое масло, и содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. В предложенном в данном изобретении способе производства масла из биомассы из композиции для получения масла из биомассы путем гидролиза, крекинга и гидрогенизации, биомассу не требуется подвергать избыточной сушке и дегидратации, так что процедуры предварительной подготовки биомассы значительно упрощены. Более важно, что именно благодаря присутствию в биомассе определенного количества влаги, можно проводить гидролиз биомассы при высокой температуре и высоком давлении полностью, тем временем, активный водород на поверхности металла катализатора гидрогенизации и активный водород, который генерируется в ходе реакции между СО и водой, немедленно возмещается в момент разрыва связи, конденсация длинных связей происходить не может, реакция поликонденсации, производящая кокс, отсутствует, и выход масла из биомассы повышается.
2. В соответствии с данным изобретением композиции для получения масла из биомассы, предпочтительно, содержание влаги в биомассе составляет от 5% мас. до 10% мас., так что эффект гидролиза может быть дополнительно оптимизирован, реакция же поликонденсации, производящая кокс, устраняется, и выход масла из биомассы повышается.
3. В соответствии с данным изобретением композиции для получения масла из биомассы, количество биомассы составляет 10-40 мас. ч., предпочтительно 30-40 мас. ч. из всех 100 мас. ч. композиции, так что пропорция дозировки биомассы повышается, и производственные затраты снижаются.
4. В соответствии с данным изобретением композиции для получения масла из биомассы, жидкое масло представляет собой по меньшей мере одно, выбранное из группы, состоящей из растительного масла, животного жира, каменноугольной смолы и масла из биомассы. Жидкое масло имеет широкую область применения и распространения, что создает удобство для промышленного производства.
5. В соответствии с данным изобретением композиции для получения масла из биомассы, биомасса находится в виде твердых частиц, имеющих объемное распределение частиц по размеру в диапазоне от 1 до 5000 мкм, предпочтительно от 20 до 200 мкм. Реакция может быть проведена более полно в связи с таким распределением частиц по размеру.
6. Композиция для получения масла из биомассы, предложенная в данном изобретении, дополнительно содержит катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент, при этом возникновение реакции поликонденсации, производящей кокс, может быть предотвращено в результате гидрокрекингового действия водорода и вулканизированного катализатора, и поэтому выход масла из биомассы может быть дополнительно увеличен.
7. В соответствии со способом приготовления композиции для получения масла из биомассы, предложенным в данном изобретении, биомассу сначала смешивают с катализатором гидрокрекинга и вулканизирующим агентом, для формирования смеси перед смешиванием биомассы с жидким маслом, так, чтобы катализатор мог закрепиться на поверхности биомассы, используя поверхностную энергию биомассы, в этом случае, перенос водорода для гидролизата биомассы происходит быстро, поликонденсация кокса не может происходить во всем технологическом процессе, и достигается цель снижения выхода кокса. Более того, в соответствии со способом приготовления, предложенным в данном изобретении, биомассу не требуется подвергать процедурам полного высушивания и дегидратации, способ является простым и экономически целесообразным, и производственные затраты снижаются.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технологическая схема по данному изобретению описана ниже четко и полностью. Понятно, что описанные варианты реализации представляют собой, скорее, часть вариантов реализации данного изобретения, чем все варианты реализации. Все другие варианты реализации, предложенные специалистами в данной области техники, исходя из предпосылки, что не проводилось изобретательской работы на основе вариантов реализации данного изобретения, попадают в объем правовой охраны данного изобретения.
Композиция для получения масла из биомассы, предложенная в данном изобретении, представляет собой композицию, содержащую биомассу, и/или смесь для получения масла из биомассы, и может представлять собой раствор, суспензию или взвесь.
В соответствии с данным изобретением композиция для получения масла из биомассы содержит биомассу и жидкое масло, причем содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. относительно массы биомассы Предпочтительно, биомасса имеет содержание влаги от 5% мас. до 10% мас. относительно массы биомассы. Биомасса составляет 10-40 мас. ч., предпочтительно 30-40 мас. ч. из всех 100 мас. ч. композиции. Предпочтительно, композиция дополнительно содержит катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент. Предпочтительно, из всех 100 мас. ч. композиции, на долю катализатора гидрокрекинга приходится 0,1-10 мас. ч., предпочтительно 2-5 мас. ч., и на долю вулканизирующего агента приходится 0,1-0,5 мас. ч.
В данном изобретении могут использоваться все активные компоненты традиционных катализаторов гидрокрекинга, подходящие активные компоненты включают, но не ограничиваются этим, одно или более, выбранных из активных в гидрогенизации соединений переходных металлов группы VIB, группы VIIB и группы VIII периодической таблицы элементов, таких как одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из аморфного гидроксида окиси железа, растительного угля из биомассы, несущего активный компонент, и аморфного оксида алюминия, несущего активный компонент, предпочтительно, оксида алюминия, несущего оксид молибдена и оксид никеля. Чтобы катализатор гидрокрекинга был активен в течение реакции, одновременно с ним в композицию для получения масла из биомассы требуется добавлять вулканизирующий агент, который может содержать, но не ограничиваясь этим, серу, дисульфид углерода, диметилдисульфид и другие вулканизирующие агенты, известные в отрасли, необходимо одновременно добавлять в состав для биомассы.
В данном изобретении, биомасса обозначает, главным образом, вещества, такие как лигноцеллюлоза (сокращенно лигнин), например, стебли и деревья, за исключением зерновых и фруктов в сельскохозяйственном или лесохозяйственном производственных процессах, отходы отрасли, обрабатывающей сельскохозяйственную продукцию, сельскохозяйственные и лесохозяйственные отходы, экскременты диких и домашних птиц и отходы животноводства, включая стебли различных зерновых и промышленных культур, тростник, деревья, древесные листья, водоросли, растительное масло, животный жир, отходы отработанного кулинарного масла, экскременты животных и т.п., и может представлять собой сырье, сформированное из одного или более видов биомассы. Предпочтительными являются стебли зерновых, таких как пшеница, рис, кукуруза и хлопок, и высокопродуктивных технических культур, таких как тростник, Pennisetum hydridum и древесные опилки. Предпочтительно, биомасса находится в виде твердых частиц, имеющих объемное распределение частиц по размеру в диапазоне от 1 до 5000 мкм, предпочтительно от 20 до 200 мкм.
В данном изобретении жидкое масло может быть выбрано из широкого спектра веществ и может представлять собой по меньшей мере одно, выбранное из группы, состоящей из растительного масла, животного жира, каменноугольной смолы, нефти и масла из биомассы.
В данном изобретении далее предлагается способ приготовления композиции для получения масла из биомассы, включающий этап смешивания биомассы с жидким маслом для получения жидкой смеси, причем содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. относительно массы биомассы и, предпочтительно, содержание влаги в биомассе составляет от 5% мас. до 10% мас. Предпочтительно, биомассу и жидкое масло смешивают в такой пропорции, чтобы на долю биомассы приходилось 10-40 мас. ч., предпочтительно 30-40 мас. ч., относительно всех 100 мас. ч. композиции.
Перед смешиванием биомассы с жидким маслом биомассу подвергают предварительной обработке, включающей этапы сушки до состояния, в котором содержание влаги в биомассе удовлетворяет вышеуказанным требованиям, последующего дробления высушенной биомассы для получения твердых частиц биомассы с объемным распределением частиц по размеру в диапазоне от 1 до 5000 мкм, предпочтительно от 20 до 200 мкм, и, наконец, проведения обработки твердых частиц биомассы для удаления пыли.
Сначала, перед смешиванием биомассы с жидким маслом, ее смешивают с катализатором гидрокрекинга и вулканизирующим агентом, причем из всех 100 мас. ч. композиции, на долю катализатора гидрокрекинга приходится 0,1-10 мас. ч., предпочтительно 2-5 мас. ч., и на долю вулканизирующего агента приходится 0,1-0,5 мас. части.
Композиция для получения масла из биомассы, предложенная в данном изобретении, применяется в производстве масла из биомассы. Масло из биомассы получают из композиции для получения масла из биомассы путем гидрогенизации и гидролиза. Конкретно, масло из биомассы получают введением водорода в композицию для получения масла из биомассы, в которую добавлен катализатор гидрокрекинга, и проводят гидролиз этой композиции при высокой температуре и высоком давлении. Предпочтительно, масло из биомассы получают введением водорода до тех пор, пока объемное отношение водорода к композиции для получения масла из биомассы не достигнет (от 600 до 1000): 1 при температуре от 250°С до 550°С, затем проводят реакции гидролиза, крекинга и гидрогенизации в течение от 15 до 90 минут. В данном изобретении могут использоваться обычные реакторы гидрогенизации.
Выход масла из биомассы, полученного из композиции для получения масла из биомассы, предложенной в данном изобретении, достигает 60% или более (в пересчете на сухое вещество); оно имеет хорошие характеристики сгорания и цетановое число более 47; хорошие показатели безопасности и температуру вспышки больше 47°С; хорошие динамические характеристики и теплотворную способность выше 41 МДж/кг.
Варианты реализации изобретения, относящиеся к приготовлению композиции для получения масла из биомассы
Вариант реализации изобретения 1
Пшеничную солому высушивают до достижения содержания влаги 18% мас., затем высушенную пшеничную солому размалывают до получения частиц с объемным распределением частиц по размеру от 20 до 200 мкм и, наконец, проводят обработку твердых частиц пшеничной соломы для удаления пыли.
Из всех 100 мас. ч. композиции, 5 мас. ч. составляет катализатор гидрокрекинга (имеющийся в продаже аморфный гидроксид окиси железа), который смешивают с обеспыленной пшеничной соломой, и при этом добавляют 0,4 мас. серы в качестве вулканизирующего агента. Затем смешивают полученную смесь и имеющееся в продаже масло земляного ореха для получения смешанной суспензии в такой пропорции, чтобы частицы пшеничной соломы составляли 35 мас. ч. из всех 100 мас. ч. композиции.
Варианты реализации изобретения 2-5
В вариантах реализации изобретения 2-5 используются такие же методики обработки, как в варианте реализации изобретения 1, и различия изображены в приведенной ниже таблице 1:
Figure 00000001
Следует отметить, что масло из биомассы, использованное в Варианте 5, представляет собой масло из биомассы 4#, полученное последовательным проведением гидрогенизации и гидролиза в Варианте 4.
Сравнительные примеры 1 и 2
В сравнительных примерах 1 и 2 используются такие же методики обработки, как в варианте я 4, и различия изображены в приведенной ниже таблице 2:
Figure 00000002
Варианты реализации изобретения, относящиеся к применению
Масла из биомассы приготавливают по отдельности из смешанных суспензий, полученных в вариантах реализации изобретения 1-5 и сравнительных примерах 1 и 2 по следующей методике.
Смешанную суспензию вводят в реактор гидрогенизации со слоем взвешенного осадка, и одновременно в реактор гидрогенизации вводят водород до тех пор, пока объемное отношение водорода к суспензии не достигает 800:1. Затем проводят реакцию в течение 60 минут при температуре реакции 360°С и парциальном давлении водорода 18 МПа.
Прореагировавший материал подвергают сепарации нефти и газа для получения тяжелой нефти из биомассы, легкой нефти из биомассы и неконденсирующегося газа.
В варианте реализации изобретения 6 масло из биомассы приготавливают по следующей методике.
Из всех 100 мас. ч. композиции, 5 мас. ч. катализатора гидрокрекинга (аморфный гидроксид окиси железа) добавляют в композицию для получения масла из биомассы (композицию для получения масла из биомассы, полученную в варианте 4), и одновременно добавляют 0,4 мас. части серы в качестве вулканизирующего агента, в результате получают сырьевую суспензию из биомассы.
Сырьевую суспензию из биомассы вводят в реактор гидролиза и гидрогенизации со слоем взвешенного осадка и одновременно в реактор вводят водород до тех пор, пока объемное отношение водорода к суспензии не достигает 800:1. Затем проводят реакцию в течение 60 минут при температуре реакции 360°С и парциальном давлении водорода 18 МПа.
Прореагировавший материал подвергают сепарации нефти и газа, для получения тяжелой нефти из биомассы, легкой нефти из биомассы и неконденсирующегося газа.
Масла из биомассы, полученные в вариантах реализации изобретения 1-5, сравнительных примерах 1 и 2 и варианте реализации изобретения 6 по отдельности маркируют как 1#, 2#, 3#, 4#, 5#, 6#, 7# и 8#. Результаты реакции для всех образцов изображены в приведенной ниже таблице 3.
Figure 00000003
В приведенной выше таблице для расчета коэффициента конверсии масла из биомассы использована следующая формула: газ+легкая нефть из биомассы+тяжелая нефть из биомассы/биомасса (в пересчете на сухое вещество).
Для расчета выхода масла из биомассы использована следующая формула: легкая нефть из биомассы+тяжелая нефть из биомассы/биомасса (в пересчете на сухое вещество)
Для расчета выхода кокса использована следующая формула: твердый остаток/биомасса (в пересчете на сухое вещество).
Содержание кислорода в масле из биомассы измеряют с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии.
Понятно, что представленные выше варианты реализации изобретения проиллюстрированы только для четкости описания, но не предназначены для ограничения вариантов реализации изобретения. Рядовые специалисты в данной области техники должны понимать, что могут быть сделаны изменения или вариации для создания различных других форм на основе вышеупомянутого описания. В данном документе все варианты реализации изобретения не являются необходимыми и не могут быть исчерпывающими. Вытекающие из них легко заметные изменения и вариации все еще остаются в объеме правовой охраны данного изобретения.

Claims (21)

1. Композиция для получения масла из биомассы, содержащая
биомассу и
жидкое масло,
причем содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. относительно массы биомассы,
биомасса составляет 10-40 мас. ч. из всех 100 частей массы композиции,
катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент, причем из всех 100 мас. ч. композиции катализатор гидрокрекинга добавляют в количестве 0,1-10 мас. ч., и вулканизирующий агент добавляют в количестве 0,1-0,5 мас. ч.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что содержание влаги в биомассе составляет от 5% мас. до 10% мас.
3. Композиция по п. 2, отличающаяся тем, что содержание влаги в биомассе составляет 8% мас.
4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что биомасса составляет 30-40 мас. ч.
5. Композиция по 1, отличающаяся тем, что жидкое масло представляет собой по меньшей мере одно, выбранное из группы, состоящей из растительного масла, животного жира, каменноугольной смолы, нефти и масла из биомассы.
6. Композиция по п. 5, отличающаяся тем, что масло из биомассы получают из биомассы путем гидролиза, крекинга и гидрогенизации.
7. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что биомасса находится в виде твердых частиц, имеющих объемное распределение частиц по размеру в диапазоне от 1 до 5000 мкм.
8. Композиция по п. 7, отличающаяся тем, что объемное распределение частиц по размеру составляет от 20 до 200 мкм.
9. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что катализатор гидрокрекинга добавляют в количестве 2-5 мас. ч.
10. Композиция по п. 9, отличающаяся тем, что катализатор гидрокрекинга содержит одно или более, выбранное из группы, состоящей из аморфного гидроксида окиси железа, растительного угля из биомассы, несущего активный компонент, и аморфного оксида алюминия, несущего активный компонент,
причем активный компонент содержит одно или более, выбранное из оксидов металлов группы VIB, группы VIIB и группы VIII Периодической таблицы элементов.
11. Способ приготовления композиции для получения масла из биомассы, включающий этап, на котором сначала смешивают биомассу с катализатором гидрокрекинга и вулканизирующим агентом для формирования смеси; и затем смесь смешивают с жидким маслом, формируя композицию для получения масла из биомассы
причем содержание влаги в биомассе составляет от 3% мас. до 18% мас. относительно массы биомассы, биомасса составляет 10-40 мас. ч. из всех 100 частей массы композиции, катализатор гидрокрекинга добавляют в количестве 0,1-10 мас. ч. и вулканизирующий агент добавляют в количестве 0,1-0,5 мас. ч.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что биомасса составляет 30-40 мас. ч.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что содержание влаги в биомассе составляет от 5% мас. до 10% мас. относительно массы биомассы.
14. Применение композиции по любому из пп. 1-10 для получения масла из биомассы.
RU2017140245A 2016-11-21 2017-11-20 Композиция для получения масла из биомассы и способ ее приготовления и применения RU2695883C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611039293.X 2016-11-21
CN201611039293.? 2016-11-21
CN201611039293.XA CN108085070A (zh) 2016-11-21 2016-11-21 生物质油用组合物、制备方法及应用

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017140245A RU2017140245A (ru) 2019-05-20
RU2017140245A3 RU2017140245A3 (ru) 2019-05-20
RU2695883C2 true RU2695883C2 (ru) 2019-07-29

Family

ID=62144804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017140245A RU2695883C2 (ru) 2016-11-21 2017-11-20 Композиция для получения масла из биомассы и способ ее приготовления и применения

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10703978B2 (ru)
CN (1) CN108085070A (ru)
RU (1) RU2695883C2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023187732A1 (en) * 2022-04-01 2023-10-05 Chevron U.S.A. Inc. Renewable biomass feed slurry hydroprocessing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6814940B1 (en) * 1998-02-27 2004-11-09 Fortum Oyj Process for pyrolyzing carbonaceous feedstocks
RU2384602C2 (ru) * 2004-08-05 2010-03-20 Протон Технологи Гмбх И.Г. Термическое превращение биомассы в масло (жидкое топливо)
CN102199435A (zh) * 2011-04-19 2011-09-28 安徽理工大学 一种生物质催化热解制取富含愈创木酚生物油的方法
US20120266525A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Shell Oil Company Process for converting a solid biomass material
CN103242871A (zh) * 2013-05-28 2013-08-14 中国石油大学(华东) 一种重油-生物质加氢共液化处理工艺

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1114467C (zh) 2000-12-15 2003-07-16 清华大学 一种循环悬浮床干法烟气脱硫工艺及其系统
CN100558858C (zh) * 2006-03-29 2009-11-11 中国科学院理化技术研究所 由半干生物质制备生物燃油及可燃气的方法
WO2007128798A1 (en) * 2006-05-05 2007-11-15 Bioecon International Holding N.V. Improved process for converting carbon-based energy carrier material
EP1889870A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-20 BIOeCON International Holding N.V. Stable suspensions of biomass comprising inorganic particulates
WO2010002886A1 (en) * 2008-06-30 2010-01-07 Kior, Inc. Producing fuel and speciality chemicals from biomass containing triglycerides and cellulose
TW201026837A (en) * 2008-09-17 2010-07-16 Bdi Bio Diesel Internat Ag Process for obtaining combustibles and fuels, respectively
US8932371B2 (en) * 2008-12-10 2015-01-13 Kior, Inc. Process for preparing a fluidizable biomass-catalyst composite material
CN201351763Y (zh) 2009-02-23 2009-11-25 神华集团有限责任公司 一种高压差减压阀
US20120137572A1 (en) * 2009-05-22 2012-06-07 Kior, Inc. Processing biomass with a hydrogen source
CN102051194B (zh) * 2009-10-27 2014-04-02 中国石油化工股份有限公司 一种用溶剂供氢由生物质制取液体燃料的方法
PL2348091T3 (pl) * 2010-01-12 2013-04-30 Ifp Energies Now Sposób bezpośredniego hydroupłynniania biomasy obejmujący dwa etapy hydrokonwersji na złożu wrzącym
CN102310005A (zh) 2010-07-07 2012-01-11 中国石油化工股份有限公司 一种重油加氢处理催化剂的再生方法
WO2012143552A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for preparing a suspension of solid biomass particles in a hydrocarbon-containing liquid and converting the suspension
CN102676198B (zh) * 2011-12-29 2015-03-11 新奥科技发展有限公司 一种由生物质热解制备生物油和/或热解气的方法
BR112015007394B1 (pt) * 2012-10-08 2020-05-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Processo para liquefazer um material celulósico para produzir um produto liquefeito, e, processo para produzir um componente de biocombustível a partir de um material celulósico
CN104588079B (zh) 2013-11-03 2017-02-15 中国石油化工股份有限公司 一种渣油加氢处理催化剂及其制备方法
CN106170534B (zh) 2014-03-28 2019-04-12 瑞来斯实业公司 催化剂辅助水热转化生物质为生物原油
CN104096563B (zh) * 2014-07-28 2017-03-15 神华集团有限责任公司 铁系催化剂及其制备方法
CN204051658U (zh) 2014-09-01 2014-12-31 北京石油化工工程有限公司 一种加氢反应器
CN104388117B (zh) 2014-11-10 2016-06-22 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种重油加氢裂化生产高品质燃料油的方法
CN204526627U (zh) 2015-03-03 2015-08-05 河北启安汽车零部件制造有限公司 一种轮毂

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6814940B1 (en) * 1998-02-27 2004-11-09 Fortum Oyj Process for pyrolyzing carbonaceous feedstocks
RU2384602C2 (ru) * 2004-08-05 2010-03-20 Протон Технологи Гмбх И.Г. Термическое превращение биомассы в масло (жидкое топливо)
CN102199435A (zh) * 2011-04-19 2011-09-28 安徽理工大学 一种生物质催化热解制取富含愈创木酚生物油的方法
US20120266525A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-25 Shell Oil Company Process for converting a solid biomass material
CN103242871A (zh) * 2013-05-28 2013-08-14 中国石油大学(华东) 一种重油-生物质加氢共液化处理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
US10703978B2 (en) 2020-07-07
CN108085070A (zh) 2018-05-29
RU2017140245A (ru) 2019-05-20
RU2017140245A3 (ru) 2019-05-20
US20180142157A1 (en) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nizamuddin et al. An overview of microwave hydrothermal carbonization and microwave pyrolysis of biomass
Adeleke et al. Sustainability of multifaceted usage of biomass: A review
AU2016320326B2 (en) Conversion of biomass into a liquid hydrocarbon material
US20110277377A1 (en) Hydroprocessing of pyrolysis oil and its use as a fuel
HUE026290T2 (en) Method for producing lignocellulose biomass for heating pellets and other products
CN109153920B (zh) 生物质向液体烃材料的转化
Jacqueline et al. Catalytic microwave preheated co-pyrolysis of lignocellulosic biomasses: A study on biofuel production and its characterization
Lokmit et al. A comparison of char fuel properties derived from dry and wet torrefaction of oil palm leaf and its techno-economic feasibility
Jayaraju et al. Biochar from waste biomass as a biocatalyst for biodiesel production: an overview
Wang et al. Co-pyrolysis of microwave-assisted acid pretreated bamboo sawdust and soapstock
RU2695883C2 (ru) Композиция для получения масла из биомассы и способ ее приготовления и применения
CN118103487A (zh) 具有改善的氧化稳定性和润滑性的生物燃料共混物
Chen et al. Catalytic co-pyrolysis of cellulosic ethanol–processing residue with high-density polyethylene over biomass bottom ash catalyst
RU2681306C1 (ru) Однореакторный способ сжижения биомассы
US10260004B2 (en) Method for direct liquefaction of biomass
CN102352270B (zh) 一种生物油分级得到的轻质馏分制备燃料的工艺
CN109628171A (zh) 一种由生物质液化制备木油的方法及其应用
CN106701246A (zh) 一种清洁生物质型煤的生产方法
CN107723047A (zh) 一种人工合成生物质固体燃料
Wei et al. Modifying pyrolysis behavior and products distribution of sewage sludge and water hyacinth by microwave pretreatment and subsequent calcium oxide catalytic co-pyrolysis
Singh et al. A review on thermochemical conversion process for energy applications by using rice straw
Subathra et al. Thermochemical and Biological Conversion of Biomass into Biofuels and Biochemicals
Azeta et al. Scientific African
KR20160046522A (ko) 왕겨의 통합적 활용 방법
ADEWUMI ENERGY ANALYSIS IN THE PRODUCTION OF ETHANOL FROM SAW DUST.