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一种木醋液加氢工艺

阅读:249发布:2020-05-14

专利汇可以提供一种木醋液加氢工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 木醋液 加氢工艺。该工艺首次将减压蒸馏和加氢结合起来处理木醋液,发现本工艺能够有效地将木醋液中的有机质绝大部分地转化为 生物 基甲醇、 燃料 乙醇 、生物基丙醇和生物基丁醇等 生物质 醇,该生物质醇中其它成分少,加氢产物中 醋酸 含量不大于1wt%,而且在控制木醋液中重组分含量后,加氢催化剂 稳定性 得到了极大地提高从而具备商业化价值;通过前续的减压蒸馏和加氢处理后,最后对加氢产物进行分离即可容易得到各种生物质醇,该工艺可连续稳定运转数千小时甚至上万小时,反应器压 力 降维 持在合理范围。,下面是一种木醋液加氢工艺专利的具体信息内容。

1.一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
精制:对木醋液进行减压蒸馏,收集精制木醋液;
加氢:在加氢催化剂存在下,将所述精制木醋液与氢气混合进行加氢反应,收集加氢产物;
分离:对所述加氢产物进行分离,收集所述加氢产物中的生物质醇。
2.根据权利要求1所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤1%,优选为所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤
0.5%,更优选为所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤0.2%。
3.根据权利要求1或2所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述减压蒸馏的温度为40-
90℃、绝对压为0-95Kpa,优选为所述减压蒸馏的温度为50-70℃、绝对压力为30-90Kpa。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,在进行所述加氢反应之前,所述精制木醋液与氢气所形成的混合物进行至少两次换热,经过第一次换热后的混合物的温度为100~220℃,并将第一次换热后的混合物进行气液分离,重组分以液相形式分离脱除,收集气相物质,并将气相物质进行第二次换热至其温度为170-280℃。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述加氢反应的温度为170-280℃、压力为1-5Mpa,优选为温度为200-280℃、压力为2-4Mpa;
所述精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:(2-100),优选为1:(8-40);
所述精制木醋液的体积空速为0.1~10h-1,优选为1-3h-1。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述加氢催化剂包括活性组分和助剂,所述活性组分包括、钴、钌中的至少一种,所述助剂包括锌、铬、、锰、锆、、镁、化物中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,以所述加氢催化剂的总重量计,所述活性组分与所述助剂的质量之比为(0.1~50):(10~90)。
8.根据权利要求7所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,以所述加氢催化剂的总重量计,所述活性组分的含量为0.1~50wt%;
所述助剂的含量为10~90wt%;
所述活性组分的含量与所述助剂的含量之和不大于100wt%。
9.根据权利要求7或8所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述活性组分为铜和/或钴时,所述活性组分的含量为5~50wt%;
所述活性组分为钌时,述活性组分的含量为0.1~5wt%。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述加氢催化剂包括活性组分和助剂,所述活性组分为铜和/或钴,所述助剂包括第一助剂和第二助剂,所述第一助剂为硅的氧化物和/或铝的氧化物,所述第二助剂为锌、铬、锡、锰、锆、钙、镁中的至少一种,所述活性组分含量为10~50wt%,所述助剂的含量为50~90wt%。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述加氢催化剂包括活性组分和助剂,所述活性组分为钴,所述助剂包括第一助剂、第二助剂和第三助剂,所述第一助剂为锆的氧化物,所述第二助剂为硅的氧化物和/或铝的氧化物,所述第三助剂为锌、锡、锰、钙、镁中的至少一种,所述活性组分含量为10~50wt%,所述助剂的含量为50~90wt%。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的木醋液加氢工艺,其特征在于,所述分离为精馏分离或者膜脱中一种或者两种的组合;或,
还包括收集所述减压蒸馏中分离的木焦油及所述气液分离后所分离的木焦油的步骤;
在所述分离之前,还包括对所述加氢产物进行冷凝的步骤;
在所述分离时,还包括回收所述分离过程中温度为80-110℃的蒸汽和热水,并将其用于所述减压蒸馏和/或换热的步骤。

说明书全文

一种木醋液加氢工艺

技术领域

[0001] 本发明属于加氢技术领域,具体涉及一种木醋液加氢工艺,特别涉及一种木醋液加氢制得生物基甲醇、燃料乙醇、生物基丙醇和生物基丁醇等生物基产品的加氢工艺。

背景技术

[0002] 生物质热解过程中,会产生炭、焦油和气体产物。气体产物经过冷凝后得到的溶性物质一般统称为木醋液,外观为棕褐色,PH值为酸性,该木醋液为粗制木醋液,产量很大,其主要成分是水,同时也含有酸类、醇类、酚类、。近些年来,木醋液的研究与应用进入了新的发展阶段,开始作为抑菌剂杀虫剂、抗化剂以及植物生长调节剂等被应用于医药、食品和农药等领域。但生物质经热解制备得到的粗木醋液中含有焦油和有害物质,需要通过精制得到不同用途的精制醋液,才可以被利用。木醋液常用的精制方法主要有:静置法、蒸馏法、萃取法、活性炭吸附法和膜过滤法。
[0003] 上述精制方法中,静置法是利用木醋液中部分成分的不稳定,易通过发生氧化或聚合等作用而沉淀,经过精制而分离的方法。静置法操作简易、设备简单、成本低,但是该法对醋液性能的影响与静置时间有关,因此比较耗时;蒸馏法通常分为常压蒸馏法和减压蒸馏法,是利用醋液中各个成分沸点不同而实现分离的方法。萃取法是利用相似相溶原理,对目标成分进行分离和提纯的一种方法;活性炭吸附法是利用活性炭巨大比表面积、丰富孔结构和优良的吸附性能来处理木醋液,达到精制的目的;膜过滤法是指采用微滤、超滤、纳滤和反渗透等组合集成膜处理木醋液的技术。
[0004] 上述精制方法在一定程度上实现了木醋液中部分成分的分离,但木醋液本身是一种组分复杂的混合物,其中组分种类多达80种以上,诸如含有甲醇、羟基丙、乙醛、醋酸、丙酸、糠醛、环戊酮、呋喃酮、丁酸、戊酸、苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚和甲氧基苯酚等,上述常规的精制方法均难以有效分离木醋液中各组分,诸如蒸馏方式一般能分离出酚类,但却较难分离其中的酮类物质和醛类物质,这些酮类物质和醛类物质及残存的酚类物质均会影响木醋液的色度和热稳定性,同时这些物质的存在还影响其中生物质醇的回收,故上述精制方法均难以有效利用木醋液;特别是长期来看,无论是杀菌剂还是植物调节剂,需求量规模均较小;特别是近年来生物质热解制备生物炭肥料发展过程中,集聚了大量木醋液,因此木醋液的大规模应用成为了生物炭基肥料发展的瓶颈之一。
[0005] 燃料乙醇或者丁醇等作为降低车辆污染的重要手段,特别是可再生资源获得的燃料乙醇得到人们的广泛关注。以秸秆为原料生产燃料乙醇,常用的办法是酶催化法,但是由于秸秆转化困难,成本极高,因此实际推行范围较小,与预期需求差距较大。同样存在的还有生物丁醇、丙醇等,如何降低生物质醇的成本和实现大规模生产是本领域人员亟需解决的一个技术问题。

发明内容

[0006] 因此,本发明要解决的技术问题包括现有技术不能大规模处理木醋液,导致木醋液下游应用缺乏,需要开发新型下游利用;将木醋液中的有机质转化为生物质醇,生物质醇的市场需求可匹配木醋液的发展。经过详细地考察,实现上述技术问题解决的技术方案,即本申请采取的技术方案为,
[0007] 一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
[0008] 精制:对木醋液进行减压蒸馏,收集精制木醋液;
[0009] 加氢:在加氢催化剂存在下,将所述精制木醋液与氢气混合进行加氢反应,收集加氢产物;
[0010] 分离:对所述加氢产物进行分离,收集所述加氢产物中的生物质醇。
[0011] 尽管有部分专利和资料提及过羧酸、醛转化为醇,羟基酮类转化为二元醇、苯酚转化为环己醇,但是各自的反应条件不相同,而且催化剂种类也不相同,但是发明人意外发现木醋液的近100种物质在所述加氢催化剂作用下,在同一条件下其绝大部分转化为醇类,且醇类为一元醇。
[0012] 进一步地,所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤1.0%,优选为所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤0.5%,更优选为所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤0.2%。
[0013] 进一步地,所述减压蒸馏的温度为40-90℃、绝对压力为0-95Kpa,优选为所述减压蒸馏的温度为50-70℃、绝对压力为30-90Kpa,更优选为所述减压蒸馏的温度为60-70℃、绝对压力为30-50Kpa。
[0014] 上述减压蒸馏的发现是对于加氢催化剂的稳定运行是至关重要的,未经减压蒸馏的木醋液直接加氢,在连续加氢仅仅数十个小时即完全失活,而本发明的转化过程可连续稳定运转数千小时甚至上万小时,而且反应器的压力降可稳定在一个合理范围,例如可维持在0.1-0.3千帕斯卡/米催化剂床层高度,不会随着反应进行而出现极大的提高,同时减压蒸馏参数的控制是关键,即如本发明中特定参数下的减压蒸馏是发明人经过成百上千次试验后得到发现的。
[0015] 进一步地,在进行所述加氢反应之前,所述精制木醋液与氢气所形成的混合物进行至少两次换热,经过第一次换热后的混合物的温度为100~220℃,并将第一次换热后的混合物进行气液分离,重组分以液相形式分离脱除,收集气相物质,并将气相物质进行第二次换热至其温度为170-280℃。通过逐级加热并设置气液分离,催化剂的稳定性得以持续,同时后续的分离过程也能到较高品质的生物质醇。
[0016] 进一步地,所述加氢反应的温度为170-280℃、压力为1-5Mpa,优选为温度为170-200℃、压力为1-1.5Mpa;优选为温度为200-280℃、压力为1-1.5Mpa。
[0017] 所述精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:(2-100),优选为1:(8-40);
[0018] 所述精制木醋液的体积空速为0.1~10h-1,优选为1-3h-1。
[0019] 进一步地,所述加氢催化剂包括活性组分和助剂,所述活性组分包括、钴、钌中的至少一种,所述助剂包括锌、铬、、锰、锆、、镁、的氧化物中的至少一种。
[0020] 进一步地,以所述加氢催化剂的总重量计,所述活性组分与所述助剂的质量之比为(0.1~50):(10~90)。
[0021] 进一步地,以所述加氢催化剂的总重量计,所述活性组分的含量为0.1~50wt%;
[0022] 所述助剂的含量为10~90wt%;
[0023] 所述活性组分的含量与所述助剂的含量之和不大于100wt%。
[0024] 进一步地,所述活性组分为铜和/或钴时,所述活性组分的含量为5~50wt%;
[0025] 所述活性组分为钌时,所述活性组分的含量为0.1~5wt%。
[0026] 进一步地,所述加氢催化剂包括活性组分和助剂,所述活性组分为铜和/或钴,所述助剂包括第一助剂和第二助剂,所述第一助剂为硅的氧化物和/或铝的氧化物,所述第二助剂为锌、铬、锡、锰、锆、钙、镁中的至少一种,所述活性组分含量为10~50wt%,所述助剂的含量为50~90wt%。
[0027] 进一步地,所述加氢催化剂包括活性组分和助剂,所述活性组分为钴,所述助剂包括第一助剂、第二助剂和第三助剂,所述第一助剂为锆的氧化物,所述第二助剂为硅的氧化物和/或铝的氧化物,所述第三助剂为锌、锡、锰、钙、镁中的至少一种,所述活性组分含量为10~50wt%,所述助剂的含量为50~90wt%。
[0028] 进一步地,所述分离为精馏分离或者膜脱水中一种或者两种的组合。
[0029] 进一步地,还包括收集所述减压蒸馏中分离的木焦油及所述气液分离后所分离的木焦油的步骤;
[0030] 在所述分离之前,还包括对所述加氢产物进行冷凝的步骤;
[0031] 在所述分离时,还包括回收所述分离过程中温度为80-110℃的蒸汽,并将其用于所述减压蒸馏和/或换热的步骤。
[0032] 进一步地,以所述加氢产物的总重量计,所述加氢产物中醋酸含量不大于1wt%,优选为不大于0.5wt%,更优选为不大于0.2wt%。
[0033] 本发明技术方案,具有如下优点:
[0034] 1.本发明所提供的木醋液加氢工艺,首次将减压蒸馏和加氢结合起来处理木醋液,发现本工艺能够有效地将木醋液中的有机质绝大部分地高效、稳定地和经济地转化为生物基甲醇、燃料乙醇、生物基丙醇和生物基丁醇等生物质醇,该生物质醇中其它成分少,加氢产物中醋酸含量不大于1wt%;而且在控制木醋液中重组分含量后,加氢催化剂稳定性得到了极大地提高从而具备商业化价值;通过前续的减压蒸馏和加氢处理后,最后对加氢产物进行分离即可容易得到各种生物质醇,该工艺可连续稳定运转数千小时甚至上万小时,反应器压力降维持在合理范围,得到生物质醇为一元醇。
[0035] 2.本发明所提供的木醋液加氢工艺,通过优选减压蒸馏工艺参数和加氢参数能很好地去除木醋液中的杂质并提高生物质醇的含量,降低木醋液的色度,提高木醋液的稳定性,同时减压蒸馏工艺参数的选择能保证工艺可连续稳定运转数千小时甚至上万小时,反应器压力降维持在合理范围;通过选择特定种类及配比的加氢催化剂,能使含有近100种物质的木醋液,在同一条件下绝大部分转化为醇类,生成更多的生物质醇,避免生成其它非生物质醇,特别是能生成更多的甲醇、乙醇、丙醇和丁醇,且该生物质醇为一元醇,提高了对一元醇的选择性,同时该催化剂能耐受木醋液中水分及杂质的影响。
[0036] 3.本发明所提供的木醋液加氢工艺,在进行加氢反应之前,先将精制木醋液与氢气所形成的混合物进行至少两次换热,通过两次换热反应能缓慢升高混合物的温度,避免对木醋液性质的影响;同时在两次换热间进行气液分离,收集气相物质,去除了其它杂质,有利于后续加氢和转化;
[0037] 本发明制备生物质醇的成本相对于其它制备醇的成本大大降低,如相对于酶催化法制备乙醇的成本,本发明制备的乙醇成本可降低60%以上,取得了显著的经济效益。附图说明
[0038] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039] 图1是本发明实施例中木醋液加氢工艺的结构示意图;
[0040] 其中附图标记表示为:
[0041] 1-蒸馏塔;2-换热器;2-1-第一换热器;2-2-第二换热器;3-加氢反应装置;4-冷凝器;5-分离装置;6-分离器。

具体实施方式

[0042] 下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0043] 实施例1
[0044] 本实施例提供了一种木醋液加氢工艺,如图1所示,包括如下步骤:
[0045] 1)对pH值4.2、颜色为棕褐色、内有悬浮物、水分含量为79.7wt%的木醋液中的有机物进行气相色谱法(GC)测定,以有机物的总重量计,有机物中各组分含量如下:甲醇为11.8%、羟基丙酮为3.4%、乙醛为1.0%、醋酸为40.0%、丙酸为8.6%、糠醛为2.2%、环戊酮为2.6%、呋喃酮1.3%、丁酸为1.7%、戊酸为1.44%、苯酚为5.5%、甲基苯酚为5.2%、乙基苯酚为2.1%、甲氧基苯酚为3.8%,其它未检测到成分为3.96%;
[0046] 2)将上述木醋液通入蒸馏塔1中,并于60℃的温度、40Kpa的绝对压力下进行减压蒸馏,收集冷凝液即为精制木醋液,保证所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物0.2%;
[0047] 3)将精制木醋液以2h-1的体积空速通入换热器2中,具体地,依次通入第一换热器2-1和第二换热器2-2中进行换热至气相物质的温度为250℃,其中第一换热器2-1出口温度为190℃;
[0048] 4)将上述气相物质与氢气通入加氢反应装置3中进行加氢反应,保证加氢反应的温度为250℃、压力为3Mpa,精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:30,加氢催化剂中活性组分为钴和铜,助剂为氧化硅,其中,以所述加氢催化剂的总重量计,钴的含量为22wt%,铜的含量为2wt%,氧化硅的含量为73wt%,收集加氢产物,以加氢产物中除水外的组分的总重量计,该加氢产物中甲醇含量为17.45%、乙醇含量为53.93%、正丙醇含量为
14.86%、正丁醇含量为4.99%、戊醇含量为2.38%、环戊醇含量为1.34%、环己醇含量为
1.4%、苯酚含量为3.65%、其中异丙醇和异丁醇的含量极低,几乎检测不到,表明本发明加氢工艺对正丙醇和正丁醇具有选择性,同时生成的是一元醇,对一元醇具有选择性,该加氢产物为透明清澈的液体;
[0049] 加氢过程能连续运转3800小时,出口醋酸含量<0.1%;反应器压力降稳定在0.2千帕斯卡/米催化剂床层高度;
[0050] 5)对上述加氢产物进行冷凝和精馏,即可收集到生物质醇,回收精馏过程中温度为80-110℃的蒸汽和热水用于减压蒸馏步骤。
[0051] 实施例2
[0052] 本实施例提供了一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
[0053] 1)对pH值4.3、颜色为棕褐色、内有悬浮物、水分含量为65.7wt%的木醋液中的有机物进行气相色谱法(GC)测定,以有机物的总重量计,有机物中各组分含量如下:甲醇为11.6%、羟基丙酮为3.2%、乙醛为1.2%、醋酸为40.0%、丙酸为8.8%、糠醛为2.2%、环戊酮为2.6%、呋喃酮1.3%、丁酸为1.7%、戊酸为1.44%、苯酚为5.5%、甲基苯酚为5.2%、乙基苯酚为2.1%、甲氧基苯酚为3.8%,其它未检测到成分为3.96%;
[0054] 2)将上述木醋液通入蒸馏塔1中,并于70℃的温度、50Kpa的绝对压力下进行减压蒸馏,收集冷凝液即为精制木醋液,保证所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物0.16%;
[0055] 3)将精制木醋液以1h-1的体积空速通入换热器2中,具体地,依次通入第一换热器2-1和第二换热器2-2中进行换热至气相物质的温度为200℃,其中第一换热器2-1出口温度为170℃;
[0056] 4)将上述气相物质通入加氢反应装置3中进行加氢反应,保证加氢反应的温度为200℃、压力为1Mpa,精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:40,加氢催化剂中活性组分为钴,助剂为氧化锰、氧化锡、氧化锆和氧化硅,其中,以所述加氢催化剂的总重量计,钴含量为30wt%,氧化锰的含量为15wt%,氧化锡含量为15%,氧化锆2wt%,氧化硅
10wt%,收集加氢产物,以加氢产物中除水外的组分的总重量计,该加氢产物中甲醇含量为
17.35%、乙醇含量为54.03%、正丙醇含量为18.86%、正丁醇含量为4.99%、戊醇含量为
2.38%、环戊醇含量为1.34%、环己醇含量为1.4%、苯酚含量为2.65%;同时生成的是一元醇,对一元醇具有选择性,该加氢产物为透明清澈的液体;
[0057] 加氢过程连续运转4000小时,出口醋酸含量<0.1%;反应器压力降稳定在0.2千帕斯卡/米催化剂床层高度;
[0058] 5)对上述加氢产物进行精馏,即可收集到生物质醇。
[0059] 实施例3
[0060] 本实施例提供了一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
[0061] 1)对pH值4.2、颜色为棕褐色、内有悬浮物、水分含量为79.7wt%的木醋液中的有机物进行气相色谱法(GC)测定,以有机物的总重量计,有机物中各组分含量如下:甲醇为11.8%、羟基丙酮为3.4%、乙醛为1.0%、醋酸为40.0%、丙酸为8.6%、糠醛为2.2%、环戊酮为2.6%、呋喃酮1.3%、丁酸为1.7%、戊酸为1.44%、苯酚为5.5%、甲基苯酚为5.2%、乙基苯酚为2.1%、甲氧基苯酚为3.8%,其它未检测到成分为3.96%;
[0062] 2)将上述木醋液通入蒸馏塔1中,并于70℃的温度、20Kpa的绝对压力下进行减压蒸馏,收集冷凝液即为精制木醋液,保证所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物0.02%;
[0063] 3)将精制木醋液以3h-1的体积空速通入换热器2中,具体地,依次通入第一换热器2-1和第二换热器2-2中进行换热至气相物质的温度为280℃,其中第一换热器2-1出口温度为245℃;
[0064] 4)将上述气相物质通入加氢反应装置3中进行加氢反应,保证加氢反应的温度为280℃、压力为4.5Mpa,精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:8,加氢催化剂中活性组分为钴、铜和钌,助剂为氧化铬、氧化锡、氧化锆和氧化硅,其中,以所述加氢催化剂的总重量计,钴含量为20wt%、铜含量为0.5wt%,钌的含量为0.1wt%、氧化铬的含量为10wt%,氧化锡的含量为10wt%、氧化锆10wt%和氧化硅的含量为30wt%,收集加氢产物,以加氢产物中除水外的组分的总重量计,该加氢产物中甲醇含量为15.2%、乙醇含量为56.18%、正丙醇含量为15.51%、正丁醇含量为4.99%、戊醇含量为2.38%、环戊醇含量为1.34%、环己醇含量为1.4%、苯酚含量为3.00%,其中丙二醇含量<0.1%,同时生成的是一元醇,对一元醇具有选择性;该加氢产物为透明清澈的液体;
[0065] 加氢过程连续运转12000小时,出口醋酸含量<0.3%;反应器压力降稳定在0.14千帕斯卡/米催化剂床层高度;
[0066] 5)对上述加氢产物进行膜脱水,即可收集到生物质醇。
[0067] 实施例4
[0068] 本实施例提供了一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
[0069] 1)对pH值4.2、颜色为棕褐色、内有悬浮物、水分含量为79.7wt%的木醋液中的有机物进行气相色谱法(GC)测定,以有机物的总重量计,有机物中各组分含量如下:甲醇为11.8%、羟基丙酮为3.4%、乙醛为1.0%、醋酸为40.0%、丙酸为8.6%、糠醛为2.2%、环戊酮为2.6%、呋喃酮1.3%、丁酸为1.7%、戊酸为1.44%、苯酚为5.5%、甲基苯酚为5.2%、乙基苯酚为2.1%、甲氧基苯酚为3.8%,其它未检测到成分为3.96%;
[0070] 2)将上述木醋液通入蒸馏塔1中,并于40℃的温度、0Kpa的绝对压力下进行蒸馏,收集冷凝液即为精制木醋液,保证所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤0.2%;
[0071] 3)将精制木醋液以2h-1的体积空速通入换热器2中,具体地,依次通入第一换热器2-1和第二换热器2-2中进行换热至气相物质的温度为220℃,其中第一换热器2-1出口温度为120℃,并在两次换热之间设置分离器,进行气液分离;
[0072] 4)将上述气相物质与氢气通入加氢反应装置3中进行加氢反应,保证加氢反应的温度为220℃、压力为5Mpa,精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:100,加氢催化剂中活性组分为钴,助剂为氧化钙、氧化铝和锡,其中,以所述加氢催化剂的总重量计,钴的含量为35wt%、氧化钙的含量为20wt%,氧化铝的含量为35wt%,锡为5%,收集加氢产物,以加氢产物中除水外的组分的总重量计,该加氢产物中甲醇含量为15.2%、乙醇含量为50.0%、正丙醇含量为14.51%、正丁醇含量为4.99%、戊醇含量为3.38%、环戊醇含量为
2.34%、环己醇含量为3.4%、苯酚含量为5.18%,生成的是一元醇,对一元醇具有选择性,该加氢产物为透明清澈的液体;
[0073] 加氢过程能连续运转6000小时,出口醋酸含量<0.2%;反应器压力降稳定在0.25千帕斯卡/米催化剂床层高度;
[0074] 5)对上述加氢产物进行膜脱水,即可收集到生物质醇。
[0075] 实施例5
[0076] 本实施例提供了一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
[0077] 1)对pH值4.2、颜色为棕褐色、内有悬浮物、水分含量为79.7wt%的木醋液中的有机物进行气相色谱法(GC)测定,以有机物的总重量计,有机物中各组分含量如下:甲醇为11.8%、羟基丙酮为3.4%、乙醛为1.0%、醋酸为40.0%、丙酸为8.6%、糠醛为2.2%、环戊酮为2.6%、呋喃酮1.3%、丁酸为1.7%、戊酸为1.44%、苯酚为5.5%、甲基苯酚为5.2%、乙基苯酚为2.1%、甲氧基苯酚为3.8%,其它未检测到成分为3.96%;
[0078] 2)将上述木醋液通入蒸馏塔1中,并于65℃的温度、45Kpa的绝对压力下进行蒸馏,收集冷凝液即为精制木醋液,保证所述精制木醋液中常压沸点高于250℃以上重沸物≤0.5%;
[0079] 3)将精制木醋液以6h-1的体积空速通入换热器2中进行换热至气相物质的温度为190℃;
[0080] 4)将该混合物通入加氢反应装置3中进行加氢反应,保证加氢反应的温度为190℃、压力为1.6Mpa,精制木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:38,加氢催化剂中活性组分为钴,助剂为氧化锆、氧化硅、锡、钙,其中,以所述加氢催化剂的总重量计,钴的含量为20wt%,氧化锆的含量为20wt%,氧化硅的含量为10wt%,锡的含量为10wt%,钙的含量为
25wt%,收集加氢产物,经测定该加氢产物中甲醇含量为17.45%、乙醇含量为56.58%、正丙醇含量为15.86%、正丁醇含量为3.99%、戊醇含量为2.38%、环戊醇含量为1.34%、环己醇含量为1.4%、苯酚含量为1.00%,同时生成的是一元醇,对一元醇具有选择性,该加氢产物为透明清澈的液体;
[0081] 加氢过程连续运转3800小时,出口醋酸含量<0.3%;反应器压力降稳定在0.21千帕斯卡/米催化剂床层高度;
[0082] 5)对上述加氢产物进行精馏,即可收集到生物质醇。
[0083] 对比例1
[0084] 本对比例提供了一种木醋液加氢工艺,包括如下步骤:
[0085] 1)对pH值4.2、颜色为棕褐色、内有悬浮物、水分含量为79.7wt%的木醋液中的有机物进行气相色谱法(GC)测定,以有机物的总重量计,有机物中各组分含量如下:甲醇为11.8%、羟基丙酮为3.4%、乙醛为1.0%、醋酸为40.0%、丙酸为8.6%、糠醛为2.2%、环戊酮为2.6%、呋喃酮1.3%、丁酸为1.7%、戊酸为1.44%、苯酚为5.5%、甲基苯酚为5.2%、乙基苯酚为2.1%、甲氧基苯酚为3.8%,其它未检测到成分为3.96%;
[0086] 2)将上述木醋液以2h-1的体积空速通入换热器2中,具体地,依次通入第一换热器2-1和第二换热器2-2中进行换热至气相物质的温度为250℃,其中第一换热器2-1出口温度为190℃;
[0087] 3)将上述气相物质与氢气通入加氢反应装置3中进行加氢反应,保证加氢反应的温度为250℃、压力为3Mpa,木醋液中不饱和物质与氢气的摩尔比为1:30,加氢催化剂中活性组分为钴和铜,助剂为氧化硅,其中,以所述加氢催化剂的总重量计,钴的含量为22wt%,铜的含量为2wt%,氧化硅的含量为73wt%,余量为水和成型助剂,收集加氢产物,以加氢产物中除水外的组分的总重量计,在运行前5小时得到的加氢产物中醋酸含量为20%,甲醇含量为8.62%、乙醇含量为30.12%、丙醇含量为8.95%、丁醇含量为2.13%,并且该加氢产物中含有大量的醛类物质、酚类物质和酮类物质,反应产物中丙二醇含量为2.2%,取样颜色为红色;
[0088] 加氢催化剂在连续运转36小时后,加氢催化剂活性下降60%以上,床层压力降增加6倍,至0.96千帕斯卡/米催化剂床层高度。
[0089] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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