生物质费托合成柴油的制备方法与流程

本发明属于煤炭加工，具体涉及一种生物质费托合成柴油的制备方法。

背景技术：

1、人类能源主要经历了生物质(释放能量：1.2×107j/kg)、煤炭(无烟煤释放能量：3.4×107j/kg)、石油(汽油释放能量：4.6×107j/kg)的三个阶段，能源转换的核心驱动力都是能量密度的提高。

2、目前推崇的光电、风电、蓄电池、氢能(释放能量：1.4×10^7j/kg)等均为低能量密度能源。生物质早期之所以被淘汰，根本原因在于其能量密度低，本征缺陷终将使其重蹈覆辙。寻找可持续高能量密度的可再生能成为全球竞相追逐的热点。

3、太阳能是最廉价的可再生能源，已成为人类使用能源的重要组成方式，而生物质是最为理想的太阳能热储能载体，同时也是国际公认的零碳能源。它在固定吸收太阳能时依靠的是植物的光合作用，而且能量收支平衡，在能源返还时间(energy payback time，ept)方面，生物质仅为5～75天，光伏发电长达2～3年。将生物质采用现代高新技术转化为高能量密度能源是必经之路。

4、煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩。一般以块状形式存在，使用前磨成喷吹微粉，通过气力输送来应用，如燃煤热电联供、煤气化、高炉炼铁等，块煤已无法直接使用。生物质与煤炭最大的区别在于其高水分难利用、氧含量极高(45％以上)、密度小热值低、粉末无法气力输送、储存运输难等，所以同为固体燃料，但却代替不了煤。

5、但是，煤炭作为生物质因其本征特性，直接气化温度低，含有焦油成分，不能作为生物质合成气。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种生物质费托合成柴油的制备方法，利用生物质经过热蒸汽降压水热炭化后得到生物质合成喷吹粉燃料，能够大规模连续化生产生物质费托合成柴油。

2、为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

3、生物质费托合成柴油的制备方法，包括：

4、以木质纤维类生物质原料经过过热蒸汽降压水热炭化，将生物质中的纤维素和木质素转化为生物质合成喷吹粉燃料；

5、生物质合成喷吹粉燃料加压气流床高温气化生产生物质合成气，气化剂为氧气和水蒸气，生物质合成气调整h/c＝2-3:1；

6、生物质合成气经费托合成工艺生产生物质费托合成柴油。

7、进一步，原料经过热蒸汽高温高压反应将生物质中的半纤维素转化为糠醛，温度为260-280℃，压力为2.4-2.6mpa，时间0.5-5分钟，反应将生物质中的半纤维素转化为糠醛；糠醛降压反应合成喷吹粉燃料，温度为160-180℃、压力为1.0-1.2mpa，时间5-30分钟，反应将生物质中的纤维素和木质素最终转化为生物质合成喷吹粉燃料。

8、进一步，使用加压气流床高温气化炉利用生物质合成喷吹粉燃料生产生物质合成气，原料为生物质合成喷吹粉燃料，气化剂为氧气和水蒸气，气化温度1200-1800℃，气化压力2.5-3.5mpa，生产以h2和co为主的生物质合成气。

9、进一步，费托合成工艺采用浆态床反应器生产生物质费托合成柴油，反应温度为230-260℃，压力为2.5-3.5mpa，催化剂为铁基催化剂。

10、本发明技术效果包括：

11、1、本发明利用生物质经过热蒸汽降压水热炭化后得到生物质合成喷吹粉燃料，能够替代喷吹煤使用，生物质合成喷吹粉燃料能够实现高温气化，可连续化生产生物质合成气。

12、2、本发明利用生物质合成气，采用费托合成工艺生产生物质费托合成柴油。

13、本发明利用生物质合成喷吹粉燃料经加压气流床高温气化工艺生产生物质合成气，替代煤基生物质合成气使用。以生物质合成气为原料，采用煤基生物质合成气延伸产品现有的工艺及装备，顺利生产一系列生物质产品，如生物质费托合成柴油、生物质合成天然气、生物氢、生物氨、生物尿素等。

14、3、本发明以生物质为原料，开发出生物质合成喷吹粉燃料和生物质合成气两个平台，延伸生产生物质费托合成柴油，原料来源广泛，过程绿色，适合工业化生产，可全面替代煤基产品。

15、以木质纤维素类生物质为原料，原料廉价易得，来源广泛，使用的原料多数为农林剩余物、有机生活垃圾，属于低质资源高值化循环利用。

16、4、采用过热蒸汽降压水热炭化工艺，将半纤维素转化为糠醛，纤维素和木质素转化为生物质合成喷吹粉燃料，实现生物质全组分利用。

17、5、使用加压气流床高温气化工艺具有气化效率高、气化温度高，生物质合成气品质高，尤其适合费托合成工艺、甲烷化工艺，能够大规模连续化生产生物质费托合成柴油。

18、生物质费托合成柴油具有十六烷值高、热值高、燃烧充分、低温流动性好等特点，可替代煤基费托合成柴油、天然气基费托合成柴油及其它化石基柴油，生物质费托合成柴油能够用于柴油机动力装备。

技术特征：

1.一种生物质费托合成柴油的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的生物质费托合成柴油的制备方法，其特征在于，原料经过热蒸汽高温高压反应将生物质中的半纤维素转化为糠醛，温度为260-280℃，压力为2.4-2.6mpa，时间0.5-5分钟，反应将生物质中的半纤维素转化为糠醛；糠醛降压反应合成喷吹粉燃料，温度为160-180℃，压力为1.0-1.2mpa，时间5-30分钟，反应将生物质中的纤维素和木质素最终转化为生物质合成喷吹粉燃料。

3.如权利要求1所述的生物质费托合成柴油的制备方法，其特征在于，使用加压气流床高温气化炉利用生物质合成喷吹粉燃料生产生物质合成气，原料为生物质合成喷吹粉燃料，气化剂为氧气和水蒸气，气化温度1200-1800℃，气化压力2.5-3.5mpa，生产以h2和co为主的生物质合成气。

4.如权利要求1所述的生物质费托合成柴油的制备方法，其特征在于，费托合成工艺采用浆态床反应器生产生物质费托合成柴油，反应温度为230-260℃，压力为2.5-3.5mpa，催化剂为铁基催化剂。

技术总结本发明公开了一种生物质费托合成柴油的制备方法，包括：以木质纤维类生物质原料经过过热蒸汽降压水热炭化，将生物质中的纤维素和木质素转化为生物质合成喷吹粉燃料；生物质合成喷吹粉燃料加压气流床高温气化生产生物质合成气，气化剂为氧气和水蒸气，生物质合成气调整H/C＝2‑3:1；生物质合成气经费托合成工艺生产生物质费托合成柴油。本发明利用生物质经过热蒸汽降压水热炭化后得到生物质合成喷吹粉燃料，能够大规模连续化生产生物质费托合成柴油。技术研发人员：颉二旺,钟宇翔,颉宇受保护的技术使用者：俏东方生物燃料集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/27