CN101962562B - 一种木醋液在制备燃料油中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了木醋液在制备燃料油中的应用，即将木醋液作为溶剂进行生物质液化制备燃料油。其具体应用方式为：将木醋液与粉碎至粒径小于80目的生物质原料按2∶1至8∶1混合，在还原性气氛下于浆态床反应器(连续或间歇)进行反应，液化反应温度控制在300-450℃，反应压力5-30MPa，反应时间为5-40min。反应结束后对产品进行分离可得到燃料油，同时得到固态残渣、水和气体等高附加值产物。本发明将木醋液用于燃料油的制备，不仅降低了生产成本，而且可以提高所得油品的产率，具有良好的环境及经济效益。

Description

一种木醋液在制备燃料油中的应用
技术领域
本发明涉及一种木醋液的新用途，具体涉及以木醋液为溶剂在制备燃料油中应用，属于能源转化领域。
背景技术
木醋液是木材、稻草等生物质原料干馏设备中热解出的蒸汽气体混合物经冷凝分离后得到的具有刺激性气味的棕黑色液体，含有多种有机和无机化合物，但由于这些化合物大都含量很低，精制回收难度较高导致无经济效益。如直接作为废水排放的话，木醋液中所含的有害物质(如酚类、氰化物、重金属等)会对环境造成严重污染，且是造成资源浪费。因此研究木醋液有效利用技术具有重要的意义。
目前已有一些关于木醋液利用的专利技术，如大连民族学院利用木醋液制备环保型融雪剂(ZL200510054964.5)；浙江林学院利用木醋液生产液体肥料用于土壤改质(ZL200510061139.8)；西北农林科技大学从木醋液中提取抗菌物质和抗氧化物质用于食品及医药的防腐(ZL200910218609.5)等。但关于木醋液在工业方面的应用尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种木醋液在制备燃料油方面的应用，是一种利用木醋液为溶剂的生物质液化工业应用技术。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种木醋液在制备燃料油中的应用，其特征在于，所述的应用方式如下：将生物质原料粉碎至粒径小于80目后，与溶剂木醋液按照生物质原料∶木醋液＝1∶2-1∶8的质量比充分混合成成分均匀的浆液；在还原性气氛下于浆态床反应器中进行反应，液化反应温度控制在300-450℃，反应压力5-30MPa，反应时间为5-40min；反应结束后，得到气相、液相和固相产物，对液相产品进行分离，得到燃料油。
其中，木醋液为金属离子含量大于0.3wt％的木醋液，生物质原料为各种木材、农作物秸秆；
所述的金属离子为钾、钠、钙、镁、铁、铬、镍中的一种或几种；
所述的还原性气氛为氢气或一氧化碳或合成气。
本发明中来源于不同碳化原料(如木材、竹类、草本植物等)的木醋液无需经过特殊预处理，同时还可副产固态残渣、水和气体等。在反应结束后，气体进行收集，分离出氢气、一氧化碳等还原气循环使用，二氧化碳、甲烷及低分子烃类等可妥善处置；固相可利用抽提等方式收集残余油品，剩余灰分可作为催化剂、肥料或建筑材料等加以利用；液相分为有机相和水相，水相中油品可利用萃取、精馏等方式分离，剩余水可循环使用。
本发明得以实现是基于以下原因：木醋液是含有多种有机化合物和金属离子的水溶液。其中有机物主要是由甲醇、甲醛、丙酮、醋酸、糠醛、苯酚等醇、酸、酚和酮醛等组成。不同原料和生产工艺中所得各种有机物含量有所不同，但一般醋酸和甲醇的含量均较高，前者可在6-10％之间，后者可达到3-5％。醋酸等酸类有机物可促进生物质的水解，而甲醇可起到帮助有机物在水溶液中溶解的作用，从而提高生物质水热转化的效率。此外木醋液中含有的其它有机化合物可参与反应，从而提高液化产品的产率。木醋液中的金属离子主要有钾、钠、钙、镁、铁、铬、镍等，其中尤其以钾和铁为主(通常含量可在0.3％以上)。这些元素在生物质水热液化过程中可起到良好的催化作用，使得还原性气氛与生物质能够更好得进行反应。因此，利用木醋液为溶剂进行生物质水热液化一般不需要另外添加催化剂。
有益效果
本发明将木醋液应用于燃料油的制备，其生物质转化率可达到95-100％，燃料油产率可达到50-70％，所得产品热值可接近标准油(＞38MJ/kg)。该方法利用废液作为溶剂，不仅降低了生产成本，而且变废为宝，为木醋液的有效利用提供了良好的解决方案，具有工业应用潜力。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步阐述，其目的是利于更好理解本发明内容而并非限制本发明的保护范围。
实施例一：将30.0g锯末屑，100.0mL含0.4wt％钾离子及0.2wt％铁离子的木醋液加入容积为500ml的高压搅拌反应釜中，密封后用一氧化碳置换掉反应器内的空气，并维持一氧化碳初压为5.0MPa，升温至380℃(此时***压力升至约28.5MPa)，在该状态下保持30min，通过釜内冷却盘管将物料降至室温。产物经分离得到燃料油，有机质总转化率为98.5％，燃料油产率为64.3％，热值为41.2MJ/kg。
实施例二：将20.0g玉米秆粉末，100.0mL含0.3wt％钾离子及0.3wt％铁离子的木醋液加入容积为500ml的高压搅拌反应釜中，密封后用氢气置换掉反应器内的空气，并维持初压为6.0MPa，升温至380℃(此时***压力升至约27.3MPa)，在该状态下保持35min，通过釜内冷却盘管将物料降至室温。产物经分离得到燃料油，有机质总转化率为97.1％，燃料油产率为57.4％，热值为38.6MJ/kg。

Claims (3)

1.一种木醋液在制备燃料油中的应用，其特征在于，所述的应用方式为：生物质原料粉碎至粒径小于80目，将生物质原料与溶剂木醋液按照生物质原料∶木醋液＝1∶2～1∶8的质量比充分混合成成分均匀的浆液；在还原性气氛下于浆态床反应器进行反应，液化反应温度控制在300～450℃，反应压力5～30MPa，反应时间为5～40min；反应结束后，得到气相、液相和固相产物，对液相产品进行分离，得到燃料油；
其中，木醋液为金属离子含量大于0.3wt％的木醋液，生物质原料为各种木材、农作物秸秆。
2.如权利要求1所述的一种木醋液在制备燃料油中的应用，其特征在于，所述的金属离子为钾、钠、钙、镁、铁、铬、镍中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种木醋液在制备燃料油中的应用，其特征在于，所述的还原性气氛为氢气或一氧化碳或合成气。 
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"木醋液的精制及有机成分研究";朴哲等;《林产化学与工业》;20030630;第23卷(第2期);第17-20页 *
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