[发明专利]一种富含芳烃化合物的液体油及其制备方法

说明书

本发明属于生物质利用领域，并具体公开了一种富含芳烃化合物的液体油及其制备方法，具体采用如下步骤制备：将生物质粉碎至80‑120目颗粒后进行干燥处理以得到热解原料；将热解原料与煅烧过的钙基添加剂混合均匀后至于固定床反应器中，在惰性气氛下进行热解反应，其中热解温度为450‑750℃，反应时间为10‑20min，热解产生的挥发分经过相同温度的催化剂床层进行重整；采用冰水混合物对获得的重整后的挥发分进行冷却，收集液态产物即为富含芳香烃化合物的液体油产品。本发明具有成本低廉、工艺简单，能连续高效制备大量富芳烃液体油的优点。

技术领域

本发明属于生物质利用领域，更具体地，涉及一种富含芳烃化合物的液体油及其制备方法。

背景技术

芳烃(包括苯、甲苯、二甲苯、萘等)是基本的有机原料，多种重要产品可由芳烃衍生得到，在合成树脂、合成纤维单体、涂料、医药以及精细化学品等领域得到了广泛的应用。当前国内外芳烃生产主要依赖石油资源，通过添加催化剂在高温高压条件下经过加氢、重整、芳烃转化、分离等过程获得芳烃化合物。但这种方法工艺、设备十分复杂，且石油有限的储量导致了以石油为主导的化工工业成本不断攀升。除此之外，石油炼化过程中会产生大量对环境有害的副产物。生物质作为唯一可再生的碳源，储量丰富且通过合理转化可以生产多种有机化学品和燃料，受到广泛关注。生物质热解得到的生物油中含有多种芳香烃物质，但其相对含量较低且热解油中氧含量较高，不利于后续的应用，因此，急需开发新型、高选择性制备芳烃化合物的方法。

为了提高液体油中芳香烃类物质的含量，目前主要通过催化热解的方式，常用的催化剂有：可溶性无机物、金属氧化物、沸石分子筛等，其中沸石分子筛在热解油脱氧效率和芳香烃生产方面表现良好。HZSM-5因为具有规律的孔隙特性和适宜的酸度，可较高程度的脱除热解油中的氧，成为生产芳香烃最有效的分子筛催化剂。但HZSM-5孔隙大小有限，阻碍了热解过程中芳香烃的扩散，易积炭，导致生物油的产率较低。为了提升HZSM-5的催化特性，开发了碱处理法、化学气相沉积法、负载金属纳米颗粒改性等方法，但这些方法工艺复杂、成本较高且对环境有一定危害。而采用钙基添加剂作为催化剂时，可较高程度的保留生物油中的氢原子，提升生物油的氢碳比，但其脱氧效率相对较低，热解得到的生物油仍不能直接使用。

因此，亟需开发一种新型的利用生物质催化热解制备富芳烃液体油的方法，能够满足操作简单、成本低廉、环保无害且能连续高效制备大量富含芳烃类物质的液体油的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种富含芳烃化合物的液体油及其制备方法，其旨在利用生物质原位温和脱氧耦合非原位深度脱氧制备富含芳烃化合物的液体油，实现生物质催化热解制备高附加值芳烃类物质，提升生物油的附加值，热解过程中无需腐蚀性催化剂，降低了对设备与环境的危害，具有成本低廉、工艺简单，能连续高效制备大量富芳烃液体油的优点。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种富含芳烃化合物的液体油制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1将生物质粉碎至80-120目颗粒后进行干燥处理以得到热解原料；

S2将热解原料与煅烧过的钙基添加剂混合均匀后至于固定床反应器中，在惰性气氛下进行热解反应，其中热解温度为450-750℃，反应时间为10-20min，热解产生的挥发分经过相同温度的分子筛催化剂床层进行重整；

S3采用冰水混合物对步骤S2获得的重整后的挥发分进行冷却，收集液态产物即为富含芳香烃化合物的液体油产品。

作为进一步优选的，所述步骤S1中的生物质为玉米芯、稻杆、板栗壳、竹屑中的一种或多种。

作为进一步优选的，所述步骤S1中的干燥温度为100℃～105℃，干燥时间为12h～24h。

作为进一步优选的，所述步骤S2中钙基添加剂经850℃煅烧4h，分子筛催化剂经600℃煅烧2h。