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一种生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺

文献发布时间:2023-06-29 06:30:04



技术领域

本发明属于可再生能源技术领域,尤其涉及一种生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺。

背景技术

生物质原料是动植物经过自身或间接利用自然界进行生物作用形成的有机物质原料,具有可再生性、绿色环保等多种优势,既可缓解石油能源危机又能有效降低温室气体的排放。但生物质原料油含水量高,富含氧基团,低热值、高酸性、高黏度以及不稳定等缺陷,使其无法直接作为产品使用。目前,利用生物质原料生产高附加值燃料产品的技术路线有高压液化、水解发酵、热解液化以及加氢裂化路线等,除加氢路线外,其他技术均存在产品质量低、工艺效率差等无法解决的技术壁垒,因此生物质原料催化加氢被认为是生物质转化的最有效的技术路线。

生物质油脂的催化加氢脱氧是一种广泛应用的生物质油转化的技术。该过程主要概括为生物油与氢气在催化剂的作用下进行反应,反应过程中C-O键断裂,生成C-C键,从而大幅度去除生物油中的氧。催化加氢过程中使用的催化剂通常为负载型或本体型的过渡金属或贵金属催化剂,在使用过程中受原料质量影响较大,原料油中的杂质会导致催化剂中毒或失活,加氢活性迅速降低。加氢反应器一般分为间歇式及连续式两类,根据选用设备的不同又衍生出不同特点的加氢工艺,如封闭间歇式加氢工艺、塔式及管道式连续加氢工艺。不同设备各有优劣,根据所需反应类型进行反应器设计。

目前的生物质油加氢主要采用生物质油与其他油品混合后催化加氢的技术,或经高温热解预处理后催化加氢提质,加氢过程中不同生物质油脂中的杂质会对催化剂产生影响,导致催化剂结焦、中毒等,使催化活性降低。为此我们提出一种生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺,旨在解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺,包括以下步骤:

步骤S1、将含有钼的液态催化剂按100~5000ppm与生物质油脂混合,然后加压送入第一加氢反应器;

步骤S2、步骤S1的产物进入含有固体催化剂的第二加氢反应器;

步骤S3、步骤S2的产物进入高压热分离器,气相去高压冷分离器分出氢气和液相,液相减压出加氢装置去后处理;

步骤S4、冷分离器液相和经过后处理分离的热分离液相混合后进入含有固体催化剂的补充加氢提质反应器;

步骤S5、步骤S4的产物经分离后获得液态生物质蜡。

进一步的,所述第一加氢反应器和第二加氢反应器的加氢条件包括:氢压为3~15MPa,反应温度为200~400℃。

进一步的,所述生物质油脂包括植物油脂和/或动物脂肪,所述生物质油脂是脂肪酸或/和脂肪酸甘油酯中的一种或混合物。

进一步的,所述生物质油脂的酸值大于20mg/mg的KOH。

进一步的,所述液态催化剂是含有ⅥB族和/或Ⅷ族络合金属的常温下呈现泥浆状的流动态液体。

进一步的,所述液态催化剂一次性加入生物质油脂中,加入量为200~4000ppm。

进一步的,所述固体催化剂为含有ⅥB族和/或Ⅷ族络合金属的负载型催化剂,所述ⅥB族金属为钼和/或钨,Ⅷ族金属为镍和/或钴。

进一步的,所述后处理分离包括减压分馏分离或/和离心分离。

进一步的,所述生物质蜡为包含碳数C14~C20的来源于可再生生物质原料转化的烷烃。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

该生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺,采用液体催化剂和固体催化剂联用,利用加氢反应器进行二段加氢提质,将高酸值的生物质油脂转换为高附加值的生物质蜡,降低生产成本,减少生物油脂中杂质对固体催化剂的刻蚀作用,具有原料适应性强、工艺流程简单易操作和生产成本低等特点。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

本发明一个实施例提供的一种生物质油脂生产生物质蜡的加氢工艺,包括以下步骤:

步骤S1、将含有钼的液态催化剂按100~5000ppm与生物质油脂混合,然后加压送入第一加氢反应器;

步骤S2、步骤S1的产物进入含有固体催化剂的第二加氢反应器;

步骤S3、步骤S2的产物进入高压热分离器,气相去高压冷分离器分出氢气和液相,液相减压出加氢装置去后处理;

步骤S4、冷分离器液相和经过后处理分离的热分离液相混合后进入含有固体催化剂的补充加氢提质反应器;

步骤S5、步骤S4的产物经分离后获得液态生物质蜡。

作为本发明的一种优选实施例,所述第一加氢反应器和第二加氢反应器的加氢条件包括:氢压为3~15MPa,反应温度为200~400℃。

作为本发明的一种优选实施例,所述生物质油脂包括植物油脂和/或动物脂肪,所述生物质油脂是脂肪酸或/和脂肪酸甘油酯中的一种或混合物。

作为本发明的一种优选实施例,所述生物质油脂的酸值大于20mg/mg的KOH。

作为本发明的一种优选实施例,所述液态催化剂是含有ⅥB族和/或Ⅷ族络合金属的常温下呈现泥浆状的流动态液体。

作为本发明的一种优选实施例,所述液态催化剂一次性加入生物质油脂中,加入量为200~4000ppm。

在本发明实施例中,优选的,所述液态催化剂一次性加入生物质油脂中,加入量最好为500~2000ppm。

作为本发明的一种优选实施例,所述固体催化剂为含有ⅥB族和/或Ⅷ族络合金属的负载型催化剂,所述ⅥB族金属为钼和/或钨,Ⅷ族金属为镍和/或钴。

作为本发明的一种优选实施例,所述后处理分离包括减压分馏分离或/和离心分离。

作为本发明的一种优选实施例,所述生物质蜡为包含碳数C14~C20的来源于可再生生物质原料转化的烷烃。

实施例

取50 g高酸值生物质油脂(例如油酸)与1000 ppm的液体催化剂混合,与氢气共同通过第一加氢反应器,反应压力为4 MPa,反应温度300 ℃,保持2 h停留时间,反应后再与固体催化剂0.5 g混合,与氢气共同进入第二加氢反应器,反应压力为4 MPa,反应温度280℃,保持3 h停留时间,反应后分离出加氢残渣,并收集液态加氢产物。液体组分收率98%,碘值13 g/100g、酸值12 mgKOH/g。

实施例

取50 g高酸值生物质油脂(例如油酸)与2000 ppm的液体催化剂混合,与氢气共同通过第一加氢反应器,反应压力为6 MPa,反应温度330 ℃,保持2 h停留时间,反应后再与固体催化剂0.5 g混合,与氢气共同进入第二加氢反应器,反应压力为4 MPa,反应温度240℃,保持4 h停留时间,反应后分离出加氢残渣,并收集液态加氢产物。液体组分收率95%,碘值20 g/100g、酸值15 mgKOH/g。

实施例

取50 g高酸值生物质油脂(例如油酸)与3000 ppm的液体催化剂混合,与氢气共同通过第一加氢反应器,反应压力为8 MPa,反应温度340 ℃,保持4 h停留时间,反应后再与固体催化剂0.5 g混合,与氢气共同进入第二加氢反应器,反应压力为4 MPa,反应温度260℃,保持4 h停留时间,反应后分离出加氢残渣,并收集液态加氢产物。液体组分收率98%,碘值22 g/100g、酸值10 mgKOH/g。

以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些均不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

技术分类

06120116023995