一種催化加氫生物瀝青的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種催化加氫生物瀝青的制備方法，包括如下步驟：1)將生物質(zhì)熱解油在催化劑作用下發(fā)生加氫反應(yīng)；2)將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，分離，取上層油相萃取，得到萃取物；3)將萃取物脫水氧化得到生物瀝青。采用本發(fā)明所述的制備方法，不僅使生物質(zhì)油重組分得到有效利用，變廢為寶，而且催化加氫生物瀝青可以使生物瀝青的性能更加穩(wěn)定，提升了生物瀝青的品質(zhì)。本發(fā)明所述制備方法得到的生物瀝青，可以降低瀝青路面對(duì)石油瀝青的需求，緩解資源緊缺帶來(lái)的壓力，同時(shí)生物瀝青屬于可再生資源，可實(shí)現(xiàn)瀝青及道路的可持續(xù)發(fā)展。
【專利說(shuō)明】一種催化加氫生物瀝青的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種催化加氫生物浙青的制備方法，屬于浙青材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 生物質(zhì)作為可循環(huán)利用的主要能源，近年來(lái)引起國(guó)內(nèi)外的重視，尤其是隨著生物 質(zhì)熱解技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了許多生物質(zhì)熱解油的企業(yè)產(chǎn)生。
[0003] -方面目前生物質(zhì)熱解油的主要用途就是作為初級(jí)燃料直接燃燒或者用來(lái)煉制 生物柴油，前者由于生物質(zhì)熱解油的高水分含量導(dǎo)致其熱值較低，進(jìn)而影響到了油的售價(jià)， 加大了生物質(zhì)熱解油企業(yè)的運(yùn)行壓力。后者因?yàn)樯镔|(zhì)熱解油的熱穩(wěn)性較差，導(dǎo)致以其為 原料煉制的生物柴油熱穩(wěn)定性不好，需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的加工處理才能勉強(qiáng)符合要求，因此 造成生物質(zhì)柴油的成本過(guò)高，進(jìn)而影響到了生物質(zhì)熱解油的需求，因此急需拓寬生物質(zhì)熱 解油的利用途徑。
[0004] 另一方面隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類需求與能源供給的矛盾日益嚴(yán)重，石油 作為主要的化石原料，不僅提供了人類消耗的主要能源，而且煉制后剩余的浙青是道路行 業(yè)必須的材料。但隨著石油的不斷消耗，特別是優(yōu)質(zhì)油源的不斷減少，導(dǎo)致浙青的供需矛盾 不斷加大，浙青價(jià)格節(jié)節(jié)攀升，對(duì)道路行業(yè)的發(fā)展造成了極大的困擾。本課題組自2011年 以來(lái)，對(duì)生物質(zhì)熱解油制備生物浙青開(kāi)展了大量的研究工作，已公開(kāi)發(fā)明專利《改性生物浙 青材料、生物浙青混合料、其制備方法及用途》，《生物浙青、生物浙青組合物及其制備方法》 和《一種生物浙青及其制備方法》，但在研究中發(fā)現(xiàn)用生物質(zhì)熱解油直接制備的生物浙青， 均存在不同程度上的低溫延度差的缺陷，因此，如何獲得一種改善生物浙青低溫性能的制 備方法成為目前急需解決的問(wèn)題之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明特提出一種新的生物浙青制備工藝，所得生物浙青的 低溫延度性能明顯提高，具有良好的熱穩(wěn)定性和路用性能，進(jìn)而減少浙青路面對(duì)石油浙青 的需求，實(shí)現(xiàn)浙青及浙青道路的可持續(xù)發(fā)展。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種催化加氫生物浙青的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 1)將生物質(zhì)熱解油在催化劑作用下發(fā)生加氫反應(yīng)；
[0009] 2)將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，分離，取上層油相萃取，得到萃取物；
[0010] 3)將萃取物脫水氧化得到生物浙青。
[0011] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述催化劑加入量為生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的 0· 5% -10%，優(yōu)選 5%。
[0012] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述加氫反應(yīng)溫度為150-300°c，優(yōu)選200°C。
[0013] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述加氫反應(yīng)時(shí)間為30-90min ;優(yōu)選60min。
[0014] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述加氫反應(yīng)壓力為4-10MPa，優(yōu)選6MPa。
[0015] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述催化劑為鉬系催化劑或鐵系催化劑，優(yōu)選為 鉬系催化劑，進(jìn)一步優(yōu)選為Pt/ γ -Al2O3。
[0016] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述生物質(zhì)熱解油為玉米秸桿、稻殼、木屑或竹屑 中的一種或多種經(jīng)熱解后得到的油狀產(chǎn)物。
[0017] 在上述制備方法中，步驟1)中，所述反應(yīng)壓力是通過(guò)氫氣通入量控制的。
[0018] 在上述制備方法中，步驟2)中，所述萃取溶劑為水。
[0019] 在上述制備方法中，步驟2)中，所述萃取過(guò)程為將上層油與水以1:3-10的體積比 在5-30°C混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾或離心分離得到水不溶萃取物。
[0020] 在上述制備方法中，步驟3)中，所述脫水氧化溫度為90-1KTC。
[0021] 在上述制備方法中，步驟3)中，所述脫水氧化時(shí)間為30-90min。
[0022] 本發(fā)明還提供上述制備方法得到的生物浙青。
[0023] 采用本發(fā)明所述的制備方法，不僅使生物質(zhì)油重組分得到有效利用，變廢為寶，而 且催化加氫生物浙青可以使生物浙青的性能更加穩(wěn)定，提升生物浙青的品質(zhì)。本發(fā)明所述 制備方法得到的生物浙青，可以降低浙青路面對(duì)石油浙青的需求，緩解資源緊缺帶來(lái)的壓 力，同時(shí)生物浙青屬于可再生資源，可實(shí)現(xiàn)浙青及道路的可持續(xù)發(fā)展。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0025] 本實(shí)施方式所用原料均為市售產(chǎn)品。
[0026] 實(shí)施例1 一種催化加氫生物浙青的制備方法
[0027] -種催化加氫生物浙青的制備方法，包括如下步驟：
[0028] 1)在美國(guó)Parr高壓反應(yīng)釜內(nèi)，通入氫氣控制釜內(nèi)壓力10MPa，150°C條件下，生物 質(zhì)熱解油在催化劑Pt/ Y -Al2O3作用下發(fā)生加氫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間90min ;
[0029] 其中，生物質(zhì)熱解油為用玉米秸桿經(jīng)熱解后得到的油狀產(chǎn)物，購(gòu)自某生物能源有 限公司。
[0030] 催化劑選用市售產(chǎn)品。
[0031] 其中，催化劑加入量為生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的10%。
[0032] 2)將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，上層為油相，下層為水相，分離后取上層油相與水以 1:10的體積比在5°C條件下進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾分離得到水不溶萃取物。
[0033] 3)將萃取物在IKTC的溫度下脫水氧化30min，得催化加氫生物浙青1。
[0034] 實(shí)施例2 -種催化加氫生物浙青的制備方法
[0035] 1)在美國(guó)Parr高壓反應(yīng)釜內(nèi)，通入氫氣控制釜內(nèi)壓力4MPa，300°C條件下，生物質(zhì) 熱解油在催化劑Pt/ γ -Al2O3作用下發(fā)生加氫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間30min ;
[0036] 其中，生物質(zhì)熱解油為用木屑經(jīng)熱解后得到的油狀產(chǎn)物，購(gòu)自某生物能源有限公 司。
[0037] 催化劑選用市售產(chǎn)品。
[0038] 其中，催化劑加入量為生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的0. 5%。
[0039] 2)將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，上層為油相，下層為水相，分離后取上層油相與水以 1:3的體積比在30°C條件下進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾分離得到水不溶萃取物。
[0040] 3)將萃取物在IKTC的溫度下脫水氧化30min，得催化加氫生物浙青2。
[0041] 實(shí)施例3 -種催化加氫生物浙青的制備方法
[0042] 1)在美國(guó)Parr高壓反應(yīng)釜內(nèi)，通入氫氣控制釜內(nèi)壓力6MPa，200°C條件下，生物質(zhì) 熱解油在催化劑Pt/ γ -Al2O3作用下發(fā)生加氫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間60min ;
[0043] 其中，生物質(zhì)熱解油為用竹屑經(jīng)熱解后得到的油狀產(chǎn)物，購(gòu)自某生物能源有限公 司。
[0044] 催化劑選用市售產(chǎn)品。
[0045] 其中，催化劑加入量為生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的5%。
[0046] 2)將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，上層為油相，下層為水相，分離后取上層油相與水以 1:10的體積比在5°C條件下進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾分離得到水不溶萃取物。
[0047] 3)將萃取物在90°C的溫度下脫水氧化90min，得催化加氫生物浙青3。
[0048] 實(shí)施例4 一種催化加氫生物浙青的制備方法
[0049] 1)在美國(guó)Parr高壓反應(yīng)釜內(nèi)，通入氫氣控制釜內(nèi)壓力6MPa，200°C條件下，生物質(zhì) 熱解油在催化劑FeS 2作用下發(fā)生加氫反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間60min ;
[0050] 其中，生物質(zhì)熱解油為用竹屑經(jīng)熱解后得到的油狀產(chǎn)物，購(gòu)自某生物能源有限公 司。
[0051] 催化劑選用市售產(chǎn)品。
[0052] 其中，催化劑加入量為生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的5%。
[0053] 2)將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，上層為油相，下層為水相，分離后取上層油相與水以 1:6的體積比在15°C條件下進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾分離得到水不溶萃取物。
[0054] 3)將萃取物在100°C的溫度下脫水氧化60min，得催化加氫生物浙青4。
[0055] 對(duì)比例一種生物浙青的制備方法
[0056] 1)將生物質(zhì)熱解油與水以1:10的體積比在5°C條件下進(jìn)行混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾分離 得到水不溶萃取物。
[0057] 其中，生物質(zhì)熱解油為用竹屑經(jīng)熱解后得到的油狀產(chǎn)物，購(gòu)自某生物能源有限公 司。
[0058] 2)將萃取物在90°C的溫度下脫水氧化90min，得生物浙青5。
[0059] 生物浙青的性能測(cè)試
[0060] 1)對(duì)實(shí)施例1-4及對(duì)比例得到的生物浙青進(jìn)行了性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。
[0061] 表1生物浙青的路用性能

【權(quán)利要求】
1. 一種催化加氫生物浙青的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 將生物質(zhì)熱解油在催化劑作用下發(fā)生加氫反應(yīng)； 2) 將步驟1)所得產(chǎn)物靜置，分離，取上層油相萃取，得到萃取物； 3) 將萃取物脫水氧化得到生物浙青。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述催化劑加 入量為生物質(zhì)熱解油質(zhì)量的0.5% -10%，優(yōu)選5%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述加氫反應(yīng) 溫度為 150_300°C，優(yōu)選 200°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述加氫反應(yīng) 時(shí)間為30-90min ;優(yōu)選60min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述加氫反應(yīng) 壓力為4-10MPa，優(yōu)選6MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述催化劑為 鉬系催化劑或鐵系催化劑，優(yōu)選為鉬系催化劑，進(jìn)一步優(yōu)選為Pt/Y-ai2o3。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述萃取溶劑 為水。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述萃取過(guò)程 為：將上層油相與水以1:3-10的體積比于5-30°C混合攪拌，經(jīng)過(guò)濾或離心分離得到水不溶 萃取物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物浙青的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述脫水氧化 溫度為90-110°C ;所述脫水氧化時(shí)間為30-90min。
10. 權(quán)利要求1-9任一所述制備方法得到的生物浙青。
【文檔編號(hào)】C10C3/02GK104388108SQ201410610817
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】曹東偉, 何敏, 張海燕, 陳艷巨, 王紅麗 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所