專利名稱：生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)的高效潔凈利用的一種新方法，進一步涉及利用沼氣重整生物質(zhì)氣化氣合成二甲醚的新方法。
生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)熱轉化技術中歷史最長、最具實用性的一種技術。但生物質(zhì)氣化氣與煤氣化、天然氣氣化以及重渣油氣化等途徑獲得的合成氣相比，存在最大的弱點，即氣化氣中H2/CO值較低，為提高生物質(zhì)合成二甲醚的單程轉化效率，減小因合成催化劑在貧氫條件下的積碳失活，必須設法提高合成氣的H2/CO值。
目前二甲醚的合成主要通過煤氣化、天然氣氣化以及重渣油氣化等途徑獲得的合成氣來合成。由生物質(zhì)空氣-水蒸汽催化氣化產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)甲烷重整制備合成氣直接合成潔凈燃料二甲醚，是一種新的綠色合成工藝，至今未見報道。發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是為實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展而提供一種完全由生物質(zhì)高效清潔利用合成燃料二甲醚的綠色合成方法。
本發(fā)明的工作氣體為空氣和水蒸汽，氣化爐中催化氣化的催化劑為自制的鎳基催化劑，焦油采用催化裂解的方法凈化，催化劑為鎳/白云石雙功能催化劑，生物質(zhì)流化床氣化爐中經(jīng)空氣-水蒸汽催化氣化后得到富氫的氣化氣；甲烷來源于生物質(zhì)產(chǎn)生的沼氣。
富氫氣化氣經(jīng)旋風分離、焦油裂解和水洗深度凈化后用沼氣中的甲烷進行催化重整得到H2∶CO為2∶1，且CO2含量小于5％的合成氣；由合成氣一步法合成燃料二甲醚，經(jīng)分離精制后壓縮成液化氣使用。
實施例生物質(zhì)杉木粉由螺旋進料器(4)進入流化床氣化爐(2)，空氣經(jīng)羅次風機由氣化爐(2)下部吹入，水蒸汽發(fā)生器(3)產(chǎn)生的高溫水蒸汽(400K)在氣化爐(2)的不同高度進入，生物質(zhì)在氣化爐(2)中進行空氣-水蒸汽催化氣化，氣化氣中H2∶CO∶CO2∶N2為30∶10∶20∶30；從氣化爐(2)出來的氣化氣經(jīng)旋風分離器(5)除塵和焦碳后進入焦油裂解器(6)催化裂解焦油，焦油含量低于50mg/Nm3，水洗噴淋塔(7)對氣化氣深度凈化；沼氣發(fā)生器(8)產(chǎn)生的沼氣凈化后與氣化氣經(jīng)混合器(9)混合后進入重整反應器(10)催化重整制取合成氣，合成氣中H2∶CO∶CO2∶N2為45∶25∶5∶20；合成氣經(jīng)一步法合成反應器(11)催化合成后經(jīng)精餾裝置(12)分離精制制得純度大于90％的燃料二甲醚，二甲醚壓縮為液化氣運輸和使用。
本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點和積極效果1.在生物質(zhì)空氣-水蒸汽催化氣化反應中，充分利用部分生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量來提供氣化所需的熱量，實現(xiàn)自熱反應；2.通過加入水蒸汽產(chǎn)生一系列水汽變換反應來克服生物質(zhì)含氫量的不足，達到提高生物質(zhì)潛在氫產(chǎn)量的目的；3.在生物質(zhì)空氣-水蒸汽催化氣化反應中，利用自制的鎳基催化劑實現(xiàn)了顯著提高生物質(zhì)潛在氫產(chǎn)量的目的；4.在富氫氣化氣的重整工序中采用由沼氣提供的甲烷重整，使整個合成工藝全部采用可再生的生物質(zhì)資源，實現(xiàn)了綠色的合成工藝路線；5.在甲烷重整工序，通過自制的重整催化劑實現(xiàn)了調(diào)整合成氣比例，降低CO2含量的目的。
權利要求
1.一種生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法，包括如下的過程原料生物質(zhì)經(jīng)螺旋進料器(4)進入流化床氣化爐(2)，空氣經(jīng)羅次風機由氣化爐(2)下部吹入，水蒸汽發(fā)生器(3)產(chǎn)生的高溫水蒸汽(400K)在氣化爐(2)的不同高度進入，生物質(zhì)在氣化爐(2)中進行空氣-水蒸汽催化氣化；從氣化爐(2)出來的氣化氣經(jīng)旋風分離器(5)除塵和焦碳后進入焦油裂解器(6)催化裂解焦油，噴淋塔(7)對氣化氣深度凈化；沼氣發(fā)生器(8)產(chǎn)生的沼氣與凈化后的氣化氣經(jīng)混合器(9)混合后進入重整反應器(10)催化重整制取合成氣；合成氣經(jīng)二甲醚合成反應器(11)催化合成后經(jīng)精餾裝置(12)分離精制制得燃料二甲醚。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于工作氣體為空氣和水蒸汽。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于空氣和水蒸汽催化氣化的催化劑為自制的鎳基催化劑。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于氣化氣中的焦油采用催化裂解的方法凈化，催化劑為鎳/白云石雙功能催化劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于通過甲烷的水蒸汽和二氧化碳重整進行補氫和合成氣比例調(diào)整；合成氣的比例為H2∶CO為2∶1，且CO2含量小于5％。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的一種生物質(zhì)間接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于所述的甲烷來源于生物質(zhì)產(chǎn)生的沼氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物質(zhì)的高效潔凈利用的一種新方法，進一步涉及利用沼氣重整生物質(zhì)氣化氣合成二甲醚的新方法。由于石油、煤和天然氣等化石能源資源有限，從合成氣制造燃料日益受到重視，生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)熱轉化技術中歷史最長、最具實用性的一種技術。但生物質(zhì)氣化氣與煤氣化、天然氣氣化以及重渣油氣化等途徑獲得的合成氣相比，存在最大的弱點，即氣化氣中H
文檔編號C07C43/04GK1477090SQ0312658
公開日2004年2月25日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權日2003年5月16日
發(fā)明者王鐵軍, 常杰, 呂鵬梅, 祝京旭 申請人:中國科學院廣州能源研究所