一种负碳排放油品的生产方法与流程

本发明涉及碳排放，尤其涉及一种负碳排放油品的生产方法。

背景技术：

1、对于运输行业，无论是航空、航海、河运还是陆地交通，高能量密度的碳氢燃料油品(如航空煤油、柴油和汽油)是最基本燃料，这些燃料通过燃烧转换为热能，再将热能转换为机械能，推动飞机、船和车的运行。现有的这些燃料油品大部分是以化石能源(如原油)为原料炼制而成，这些燃料油品在燃烧过程中会排放二氧化碳，成为了交通领域的碳排放源。以航空为例，燃烧航空煤油将排出二氧化碳和水蒸气，以及微量的包括氮氧化物、未燃碳氢、一氧化碳、碳烟和非挥发性颗粒物的污染排放物，其中，二氧化碳对气候变化影响最大，每燃烧1吨航空煤油将排放3.15吨二氧化碳。

2、生物质是一种可再生资源，其可以把大气中的二氧化碳经过光合作用固定下来，相当于是采用生物方法进行碳捕捉。相关技术中，也有采用生物质为原料制备燃料油品，具体是将含生物质气化成合成气，再以合成气的形式分解为不同的单元构建，再组合成可持续航空燃料和其他燃料，这种方法合成的燃料油品在燃烧过程中排放的二氧化碳基本与生物质在生产过程中捕捉的大气中的二氧化碳相当，无法形成负碳排放的生产油品的方法。

技术实现思路

1、为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供一种负碳排放油品的生产方法。

2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种负碳排放油品的生产方法，包括如下步骤：

3、将生物质原料进行绝氧热解产生热解气和生物炭；

4、将产生的所述热解气经过净化和变换，形成合成气；

5、将形成的合成气加入到费托反应器中进行费托合成制备费托合成油；将制备的所述费托合成油进行油品炼制，获得负碳排放油品。

6、上述方案中，本发明一种负碳排放油品的生产方法采用绝氧热解方式对生物质原料进行处理，生物质原料在绝氧过程中进行热解，没有氧气和空气的进入，可以防止热解产物在高温条件下发生燃烧反应，最终产生热解气和生物炭，其中，形成的生物炭可用于土壤改良剂，能帮助植物生长，形成碳封存，生物炭封存在土地中，封存量为0.6-0.9吨二氧化碳/吨生物质原料。形成的热解气经过净化和变换形成合成气用于费托合成制成油品，使得生物质原料从大气中捕获的二氧化碳比获得的油品燃烧后排放的二氧化碳多，能够实现负碳排放生产油品，具有很好的应用前景，本发明的负碳排放油品产量为0.1-0.2吨/吨生物质原料。本发明的生产方法，生物质原料从大气中捕获的二氧化碳以生物炭形式封存，相当于每吨负碳排放油品的负碳排放为3-9吨二氧化碳/吨负碳排放油品，形成了负碳工艺的油品生产。同时，生物质原料得到了负碳化利用，能够有效缓解生物质原料所带来的环境和处理问题。

7、进一步地，所述绝氧热解是在常压下加热，加热方式为间接加热方式，加热温度为600℃-1000℃，加热时间为1s-20s。可选地，间接加热方式可以使用辐射管加热、辐射壳体加热等方式。

8、上述方案中，通过将绝氧热解的压力、加热方式、加热温度和加热时间限定在合理的范围值内，使得生物质原料能高效地转化成热解气和生物炭。

9、进一步地，所述净化过程中，采用旋风分离器在常压、温度为500℃-950℃下进行固体小颗粒杂质分离，旋风分离器进口速度15m/s-40m/s；所述变换过程中，将所述合成气中的甲烷重整为氢气和一氧化碳；所述的重整工艺包括甲烷水汽重整和甲烷二氧化碳干重整，压力为1mpa-5mpa，温度为700℃-1000℃。通过热解气成分监测，控制水汽重整的水蒸气量，以及甲烷二氧化碳干重整时的浓度比例，实现合成气中氢和一氧化碳的比例。

10、上述方案中，净化是将所述热解气经过除尘器和喷淋塔除去固体杂质和有害气体成分，变换是将热解气中的甲烷等烃类重整为一氧化碳和氢，一氧化碳通过水气变换，甲烷和二氧化碳进行干重整，调整氢和一氧化碳的摩尔比例在合理的范围值，以适合下游的费托合成工艺。通过将净化工艺和变换工艺的工艺参数限定在合理的范围值内，有利于将热解气更有效地转换成费托合成所需要的气体类型，有利于后续费托反应的进行，形成优质的油品。

11、进一步地，按体积百分数计，所述热解气包括：氢气25％-30％、一氧化碳30％-50％、甲烷10％-20％、二氧化碳10％-15％，余量为氧气、氮气和碳数为2-5的烃类物质。

12、上述方案中，通过绝氧热解工艺进行严格控制，是得到的热解气中各气体的比例处于合理的范围值内，有利于后续净化和变换，提高净化和变换效率。

13、进一步地，所述合成气中，氢气和一氧化碳的摩尔比为(0.5-5)：1。

14、上述方案中，通过将合成气中氢气和一氧化碳的摩尔比限定在合理的范围值，以更好地适合下游的费托合成工艺。

15、进一步地，所述生物质原料是将含水量低于30％的干基生物质经过破碎、粉碎和干燥后形成；所述生物质原料的粒径为0.1mm-10mm。

16、上述方案中，通过选用合适原料采用特定的工艺性能特定粒径的生物质原料，有利于提高绝氧热解效率。

17、进一步地，所述干基生物质包括农林废弃物和/或专门种植能源作物。

18、可选地，农林废弃物包括秸秆、加工过程废弃物如皮、糠、壳等，树枝、枝叶、树皮、锯末等，种植能源作物包括专门种植的能源作物如芦竹、芒草等。

19、进一步地，所述生物炭的质量为所述生物质原料的20％-40％；所述热解气的质量为所述生物质原料的40％-60％。

20、进一步地，所述负碳排放油品的质量为所述生物质原料的10％-20％。

21、进一步地，所述费托合成包括低温费托工艺、中温费托工艺或高温费托工艺；

22、和/或，所述油品炼制方式包括加氢精制方式、加氢裂解方式、异构方式、齐聚方式或芳构化方式。

23、可选地，费托合成所用催化剂包括铁基催化剂和钴基催化剂，反应器形式包括固定床、浆态床和沸腾床等各类反应器形式。

24、本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

25、本发明一种负碳排放油品的生产方法采用绝氧热解方式对生物质原料进行处理，生物质原料在绝氧过程中进行热解，没有氧气和空气的进入，可以防止热解产物在高温条件下发生燃烧反应，最终产生热解气和生物炭，其中，形成的生物炭可用于土壤改良剂，能帮助植物生长，形成碳封存，形成的热解气经过净化和变换形成合成气用于费托合成制成油品，使得生物质原料从大气中捕获的二氧化碳比获得的油品燃烧后排放的二氧化碳多，能够实现负碳排放生产油品，具有很好的应用前景。同时，生物质原料得到了负碳化利用，能够有效缓解生物质原料所带来的环境和处理问题。

技术特征：

1.一种负碳排放油品的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述绝氧热解是在常压下加热，加热方式为间接加热方式，加热温度为600℃-1000℃，加热时间为1s-20s。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述净化过程中，采用旋风分离器在常压、温度为500℃-950℃下进行固体小颗粒杂质分离，旋风分离器进口速度为15m/s-40m/s；

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，按体积百分数计，所述热解气包括：氢气25％-30％、一氧化碳30％-50％、甲烷10％-20％、二氧化碳10％-15％，余量为氧气、氮气和碳数为2-5的烃类物质。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述合成气中，氢气和一氧化碳的摩尔比为(0.5-5)：1。

6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述生物质原料是将含水量低于30％的干基生物质经过破碎、粉碎和干燥后形成；所述生物质原料的粒径为0.1mm-10mm。

7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，所述干基生物质包括农林废弃物和/或专门种植能源作物。

8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述生物炭的质量为所述生物质原料的20％-40％；所述热解气的质量为所述生物质原料的40％-60％。

9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述负碳排放油品的质量为所述生物质原料的10％-20％。

10.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述费托合成包括低温费托工艺、中温费托工艺或高温费托工艺；

技术总结本发明涉及碳排放技术领域，尤其涉及一种负碳排放油品的生产方法。生产方法包括如下步骤：将生物质原料进行绝氧热解产生热解气和生物炭；将产生的热解气经过净化和变换，形成合成气；将形成的合成气加入到费托反应器中进行费托合成制备费托合成油；将制备的费托合成油进行油品炼制，获得负碳排放油品。本发明的生产方法采用绝氧热解方式对生物质原料进行处理产生热解气和生物炭，形成的生物炭可用于土壤改良剂，能帮助植物生长，形成碳封存，形成的热解气经过净化和变换形成合成气用于费托合成制成油品，使得生物质原料从大气中捕获的二氧化碳比获得的油品燃烧后排放的二氧化碳多，能够实现负碳排放生产油品。技术研发人员：林宇震,张弛受保护的技术使用者：北京有恒能动科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15