本发明专利技术属于生物质处理技术领域，具体涉及一种生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，包括(1)将生物质进行粉碎并进行预处理；(2)将预处理后的生物质颗粒进行厌氧发酵，产生甲烷和二氧化碳；(3)对甲烷和二氧化碳进行干燥、净化和分离；(4)对甲烷进行微波反应得到乙炔，并将得到的乙炔进行三聚反应得到轻质芳烃；将步骤(4)产生的氢气与步骤(3)分离出的二氧化碳经甲醇合成反应得到甲醇。上述工艺耦合了厌氧发酵、微波转化、乙炔三聚和甲醇合成过程，直接将生物质转化成轻质芳烃类化合物，并联产大宗化学品甲醇，起到了固碳的作用，有效的解决了固废资源化和提质的问题。有效的解决了固废资源化和提质的问题。有效的解决了固废资源化和提质的问题。
【技术实现步骤摘要】
生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇工艺和设备
[0001]本专利技术属于生物质处理
，具体涉及一种生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇工艺和设备。
技术介绍
[0002]轻质芳烃类化合物(苯、甲苯和二甲苯等)作为重要的基础化工原料一直被应用于各类化工产品。通常来说，该类化合物主要来源于不可再生的石油资源，少部分来源于煤化工过程，而我国又具有贫油少气的特点，因此，开发可替代的轻质芳烃类工艺路线具有很强的现实意义。
[0003]可再生的生物质资源不但可以通过一系列热催化过程得到轻质芳烃，而且生物质的资源化和高附加值利用，也被认为是早日实现碳达峰、碳中和的重要途径之一，符合当今社会的发展趋势。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种生物质转化工艺，以解决现有生物质厌氧发酵中产生的甲烷经济价值低的问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，包括如下的步骤：
[0006](1)将生物质进行粉碎并进行预处理；
[0007](2)将预处理后的生物质颗粒过滤后进行厌氧发酵，产生甲烷和二氧化碳；
[0008](3)对甲烷和二氧化碳进行干燥、净化和分离；
[0009](4)将甲烷进行微波反应得到乙炔，并将得到的乙炔进行三聚反应得到轻质芳烃；
[0010](5)将步骤(4)产生的氢气与步骤(3)分离出的二氧化碳经甲醇合成反应得到甲醇。
[0011]生物质经厌氧发酵得到甲烷，而甲烷可以经微波转化成乙炔，然后乙炔在催化剂的条件下，通过热催化过程既可以得到轻质芳烃类化合物，从而提升生物质的利用价值。另外，甲烷微波转化生成乙炔的过程同时会产生大量的氢气，而生物质厌氧发酵过程除了产生大量甲烷以外，还会副产部分二氧化碳，该部分二氧化碳结合甲烷分解产生的氢气，在催化剂存在的条件下即可生成甲醇大宗化学品,本工艺过程不但可以将生物质厌氧发酵生成的甲烷转化成轻质芳烃类化工产品，提高其价值；还可以将其副产的二氧化碳和氢气转化成大宗化学品甲醇，为生物质的提质和综合利用开辟了一条新路径。
[0012]优选方案，为了更利于生物质颗粒后续的厌氧发酵，所述步骤(1)中预处理包括将粉碎后的生物质颗粒放入NaOH溶液中浸泡24h，以更好的去除木质素。
[0013]作为优选方案，为了提高厌氧发酵的效率，发酵的有效性，所述步骤(2)中维持反应体系温度35℃，pH在6.8～7.2，直至产生的气体量明显降低为止，然后去除残渣，重新加入预处理后的生物质颗粒。
[0014]作为优选方案，为了更好的净化产生的氢气，方便后续甲醇合成反应的顺利进行，所述步骤(4)后通过变压吸附净化产生的氢气。
[0015]作为优选方案，为了保证甲醇合成反应的高效进行，所述步骤(5)的甲醇合成反应采用Zn
‑
Zr催化剂，反应温度为210℃，压力为8Mpa。
[0016]本专利技术的又一目的在于提供一种生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的设备，包括有顺次设置的预处理装置、厌氧发酵装置、甲烷微波转化装置、乙炔三聚反应装置和甲醇合成反应装置；其中，
[0017]预处理装置，用以对生物质颗粒进行碱液浸泡，去除木质素；
[0018]厌氧发酵装置，用以使生物质颗粒厌氧发酵，产生甲烷和二氧化碳；
[0019]甲烷微波转化装置，用以将甲烷转化为乙炔；
[0020]乙炔三聚反应装置，用以将乙炔转化为轻质芳烃；
[0021]甲醇合成反应装置，用以将氢气与二氧化碳经甲醇合成反应制成甲醇
[0022]作为优选方案，所述厌氧发酵装置后还顺次设置有干燥塔、二氧化碳分离塔和甲烷分离塔、二氧化碳分离塔和甲烷分离塔分别连接有二氧化碳储罐和甲烷储罐。
[0023]作为优选方案，所述甲烷微波转化装置的气体出口连接有变压吸附装置以及氢气储罐。
[0024]作为优选方案，为避免异常情况出现后产生风险，所述甲烷储罐和甲烷分离塔还设置有通往焚烧装置的应急管道。
[0025]本专利技术耦合了厌氧发酵、微波转化、乙炔三聚和甲醇合成过程，直接将生物质转化成轻质芳烃类化合物，并联产大宗化学品甲醇。上述过程不但可以有效的解决轻质芳烃来源于可再生资源的问题，还可以联产生产大宗化学品甲醇，起到了固碳的作用，有效的解决了固废资源化和提质的问题。其主要优势如下：
[0026](1)本专利技术将多个过程耦合一起，并且为连续操作，最终得到轻质芳烃类化工原料和大宗化学品甲醇，不但拓展了轻质芳烃的来源，从不可再生资源转变到可再生资源，而且还将二氧化碳充分利用，起到了固碳的作用。
[0027](2)本专利技术中甲烷在微波反应的条件下产生了大量的乙炔，该产物不但可以三聚合成轻质芳烃类化合物，还可以根据不同的需要合成其他高附加值化学品，如有针对性的开发高附加值的醚类、酮类、醇类等精细化学品，可调变形强。
[0028](3)本专利技术充分利用了反应过程副产的二氧化碳气体和甲烷分解产生的大量氢气，结合了反应过程的特点，在催化剂的作用下合成了大宗化学品甲醇，使副产物得到了充分的利用，并且使从生物质到轻质芳烃和甲醇过程形成了闭环。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例。
[0030]图1为本实施例生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的设备。
[0031]图中包括：L
‑
1:螺旋给料机；J
‑
1:碱液罐1；J
‑
2:碱液回收罐1；P
‑
1:预处理罐；R
‑
1:厌氧发酵罐；D
‑
1:干燥塔；S
‑
1:二氧化碳分离塔；S
‑
2:甲烷分离塔；S
‑
3:氢气分离塔；C
‑
1:二
氧化碳储罐；C
‑
2:甲烷储罐；C
‑
3:氢气储罐；R
‑
2:微波反应器；R
‑
3:乙炔三聚反应器；R
‑
4:甲醇合成反应器。
具体实施方式
[0032]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
[0033]在本专利技术的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]以下实施例中，所用仪器设备等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。所述方法如无特别说明均为常规方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，其特征在于包括有如下步骤：(1)将生物质进行粉碎并进行预处理；(2)将预处理后的生物质颗粒进行厌氧发酵，产生甲烷和二氧化碳；(3)对甲烷和二氧化碳进行干燥、净化和分离；(4)对甲烷进行微波反应得到乙炔，并将得到的乙炔进行三聚反应得到轻质芳烃；(5)将步骤(4)产生的氢气与步骤(3)分离出的二氧化碳经甲醇合成反应得到甲醇。2.根据权利要求1所述的生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，其特征在于：所述步骤(1)中预处理包括将粉碎后的生物质颗粒放入NaOH溶液中浸泡24h。3.根据权利要求1所述的生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，其特征在于：所述步骤(2)中维持反应体系温度35℃，pH在6.8～7.2，直至产生的气体量明显降低为止。4.根据权利要求1所述生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，其特征在于：所述步骤(4)后通过变压吸附净化产生的氢气。5.根据权利要求1所述的生物质微波转化乙炔三聚制轻质芳烃联产甲醇的工艺，其特征在于：所述步骤(4)中三聚反应采用分子筛负载贵金属基催化剂，反应空速为500h
‑1、反应温度为500℃。6.根据权利要求1所述的生物质微波转化乙炔三聚制轻质...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆远，许世佩，卢建文，王超，
申请(专利权)人：中节能工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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