一種秸稈液化制備石油替代能源的方法
【專利摘要】一種秸稈液化制備石油替代能源的方法，包括步驟：（1）將秸稈粉碎至粒徑小于10um備用；（2）將小分子一元醇、粉碎后秸稈、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-2%的硫酸或磷酸按照質(zhì)量比1：10:5加入到反應(yīng)釜中，在溫度120-220℃、壓力在0.2-1.6Mpa下反應(yīng)1-5小時(shí)；所述的小分子一元醇為甲醇、乙醇或丙醇。（3）將反應(yīng)后的料液靜置、分液，上層分離得到的油相即為所述的石油替代能源。本發(fā)明采用酸性條件下處理秸稈從而起到了疏松纖維素的目的，同時(shí)高溫高壓下小分子醇作醇解劑從而使得到的乙酰基丙酸酯的酯鏈縮短，得到的酯更有利于燃燒，降低了膠化的可能，使產(chǎn)率得到提高。
【專利說明】一種秸稈液化制備石油替代能源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)綜合利用的領(lǐng)域，特別涉及一種秸桿醇解液化制備石油替代能源的方法。
技術(shù)背景
[0002]利用廢棄生物質(zhì)，尤其是植物秸桿制備石油替代能源現(xiàn)在已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注，并且已經(jīng)有部分機(jī)構(gòu)開始研究工業(yè)化生產(chǎn)。秸桿的主要化學(xué)成分是纖維素，半纖維素和木質(zhì)素，三者占到秸桿質(zhì)量的90%以上。雖然秸桿的成分比較復(fù)雜但主要成分是碳?xì)浠衔?，可以通過液化的方法將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀焕玫幕ぴ希脕砗铣筛鞣N高分子的材料?，F(xiàn)在已經(jīng)有采用多元醇和作為液化劑處理生物質(zhì)的案例，但是由于植物秸桿細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)非常緊密，液化試劑很難滲透到原料內(nèi)部，且得到的酯類燃燒效果不好，容易膠化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明提出了一種秸桿醇解液化制備石油替代能源的方法，其采用小分子一元醇作為液化劑在酸性高溫條件下使纖維素和半纖維素醇解為短鏈的乙?；狨?，具體方案為包括以下步驟:
(1)、將稻桿粉碎至粒徑小于IOum備用；
(2)、將小分子一元醇、粉碎后秸桿、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-2%的硫酸或磷酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)釜中，在120-220°C、0.2-1.6Mpa反應(yīng)1-5小時(shí)；所述的小分子一元醇為甲醇、乙
醇或丙醇； (3)、將反應(yīng)后的料液靜置、分液，上層分離得到的油相即為所述的石油替代能源。
[0004]所述步驟(3)分離后還包括中層的水相和下層的固相，所述中層的水相再次進(jìn)入反應(yīng)釜循環(huán)套用。下層經(jīng)過濾得到濾渣的為木質(zhì)素。中層的水相的套用可以適當(dāng)減少下批反應(yīng)硫酸的投入量。
[0005]以下為水相回收套用的秸桿液化制備石油替代能源的優(yōu)選方案，包括以下步驟:
(1)、將稻桿粉碎至粒徑小于IOum備用；
(2)、將甲醇、粉碎后秸桿、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)釜中，在120°C、0.21Mpa下反應(yīng)I小時(shí)；
(3)、將反應(yīng)后的料液靜置、分液，分離后得到上層的油相、中層的水相和下層的固相；
(4)、取與步驟(I)相同重量的稻桿粉碎至粒徑小于IOum備用；
(5)、將乙醇、粉碎后秸桿、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:2加入到反應(yīng)釜中，同時(shí)加入步驟(3)分離的水相，在150°C、0.49Mpa下反應(yīng)I小時(shí);
(6)、將反應(yīng)后的料液靜置、分液，上層分離得到的油相即為所述的石油替代能源。
[0006]本發(fā)明采用酸性條件下處理秸桿從而起到了疏松纖維素的目的，同時(shí)高溫高壓下小分子醇作醇解劑從而使得到的乙酰基丙酸酯的酯鏈縮短，得到的酯更有利于燃燒，降低了膠化的可能。[0007]【具體實(shí)施方式】
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0008]實(shí)施例1
將秸桿粉碎至粒徑小于lOum，在120°C下將甲醇、秸桿、2%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)爸中，在0.2IMpa下密閉反應(yīng)I小時(shí)后，靜置，分液；上層為油相，中層為水相，下層為固相。上層為得到的產(chǎn)品，中層再次進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行下批反應(yīng)，下層過濾得到濾渣為木質(zhì)素；通過氣質(zhì)聯(lián)用儀、元素分析儀和氧彈熱值儀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測試，得到上層產(chǎn)品主要是短鏈脂類，下層主要是含有苯環(huán)的烴類酚類和脂類。上層含碳量70%，熱值到達(dá)8.5X104大卡。下層各組分含量(重量百分?jǐn)?shù)):含碳量80%、含氧量15%、氫含量4%、其他1%。
[0009]實(shí)施例2
將秸桿粉碎至粒徑小于lOum，在150°C下將乙醇、秸桿、2%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:2加入到反應(yīng)爸中，將實(shí)施例1中的水相加入到反應(yīng)爸，在0.49Mpa下密閉反應(yīng)I小時(shí)后,靜置，分液；上層為油相，中層為水相，下層為固相。上層為得到的產(chǎn)品，中層再次進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行下批反應(yīng)，下層過濾得到濾渣為木質(zhì)素；上層含碳量78%，熱值到達(dá)9.2 X IO4大卡。下層各組分含量(重量百分?jǐn)?shù)):含碳量76%、含氧量17%、氫含量5%、其他2%。
[0010]實(shí)施例3
將秸桿粉碎至粒徑小于lOum，在160°C下降甲醇、秸桿、2%的磷酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)釜中，在0.62Mpa密閉反應(yīng)I小時(shí)后，靜置，分液；上層為油相，中層為水相，下層為固相。上層為得到的產(chǎn)品，中層再次進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行下批反應(yīng)，下層過濾得到濾渣為木質(zhì)素；上層含碳量77%，熱值到達(dá)8.1 X IO4大卡。下層各組分含量(重量百分?jǐn)?shù)):含碳量86%、含氧量10%、氫含量3.5%、 其他0.5%。
[0011]實(shí)施例4
將秸桿粉碎至粒徑小于lOum，在120°C下將甲醇、秸桿、1%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)爸中，在0.26Mpa下密閉反應(yīng)I小時(shí)后，靜置，分液；上層為油相，中層為水相，下層為固相。上層為得到的產(chǎn)品，中層再次進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行下批反應(yīng)，下層過濾得到濾渣為木質(zhì)素；上層含碳量70%，熱值到達(dá)8.5 X IO4大卡。下層各組分含量(重量百分?jǐn)?shù)):含碳量80%、含氧量15%、氫含量4%、其他1%。
[0012]實(shí)施例5
將秸桿粉碎至粒徑小于lOum，在220°C下將甲醇、秸桿、1.5%的磷酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)爸中,在1.60Mpa下密閉反應(yīng)I小時(shí)后,靜置,分液；上層為油相，中層為水相，下層為固相。上層為得到的產(chǎn)品，中層再次進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行下批反應(yīng)，下層過濾得到濾渣為木質(zhì)素；上層含碳量77%，熱值到達(dá)8.56X 104大卡。下層各組分含量(重量百分?jǐn)?shù)):含碳量86%、含氧量9%、氫含量4.5%、其他0.5%。
[0013]實(shí)施例6
將秸桿粉碎至粒徑小于lOum，在130°C下降甲醇、秸桿、0.5%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)爸中，在0.30Mpa下密閉反應(yīng)5小時(shí)后,靜置,分液；上層為油相，中層為水相，下層為固相。上層為得到的產(chǎn)品，中層再次進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行下批反應(yīng)，下層過濾得到濾渣為木質(zhì)素；上層含碳量79%，熱值到達(dá)8.8X IO4大卡。下層各組分含量(重量百分?jǐn)?shù)):含碳量84%、含氧量11%、氫含量4%、其他1%。[0014]以上僅僅是本發(fā)明的幾個(gè)典型實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，實(shí)施例2的效果最佳，熱值最高；在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)各控制參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但與上述各實(shí)施例的原理相同，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。·
【權(quán)利要求】
1.一種秸桿液化制備石油替代能源的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將稻桿粉碎至粒徑小于IOum備用； (2)、將小分子一元醇、粉碎后秸桿、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-2%的硫酸或磷酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)釜中，在溫度120-220°C、壓力在0.2-1.6Mpa下密閉反應(yīng)1_5小時(shí)；所述的小分子一元醇為甲醇、乙醇或丙醇； (3)、將反應(yīng)后的料液靜置、分液，上層分離得到的油相即為所述的石油替代能源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿液化制備石油替代能源的方法，其特征在于，所述步驟(3)分離后還包括中層的水相和下層的固相，所述中層的水相再次進(jìn)入反應(yīng)釜循環(huán)套用。
3.一種秸桿液化制備石油替代能源的方法，其特征在于，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將稻桿粉碎至粒徑小于IOum備用； (2)、將甲醇、粉碎后秸桿、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:5加入到反應(yīng)釜中，在120°C、0.21Mpa下反應(yīng)I小時(shí)； (3)、將反應(yīng)后的料液靜置、分液，分離后得到上層的油相、中層的水相和下層的固相； (4)、取與步驟(I)相同重量的稻桿粉碎至粒徑小于IOum備用； (5)、將乙醇、粉碎后秸桿、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的硫酸按照質(zhì)量比1:10:2加入到反應(yīng)釜中，同時(shí)加入步驟(3)分離的水相，在150°C、0.49Mpa下反應(yīng)I小時(shí); (6)、將反應(yīng)后的料 液靜置、分液，上層分離得到的油相即為所述的石油替代能源。
【文檔編號(hào)】C07C69/716GK103435485SQ201310387949
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】張玉森, 樊茂祥, 陳鑫成 申請(qǐng)人:山東泰然新能源有限公司