专利名称：生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法
技术领域：
本发明涉及生物质的高效洁净利用的一种新方法，进一步涉及利用沼气重整生物质气化气合成二甲醚的新方法。
生物质气化是生物质热转化技术中历史最长、最具实用性的一种技术。但生物质气化气与煤气化、天然气气化以及重渣油气化等途径获得的合成气相比，存在最大的弱点，即气化气中H2/CO值较低，为提高生物质合成二甲醚的单程转化效率，减小因合成催化剂在贫氢条件下的积碳失活，必须设法提高合成气的H2/CO值。
目前二甲醚的合成主要通过煤气化、天然气气化以及重渣油气化等途径获得的合成气来合成。由生物质空气-水蒸汽催化气化产生的气化气经甲烷重整制备合成气直接合成洁净燃料二甲醚，是一种新的绿色合成工艺，至今未见报道。发明的目的本发明的目的是为实现能源的可持续发展而提供一种完全由生物质高效清洁利用合成燃料二甲醚的绿色合成方法。
本发明的工作气体为空气和水蒸汽，气化炉中催化气化的催化剂为自制的镍基催化剂，焦油采用催化裂解的方法净化，催化剂为镍/白云石双功能催化剂，生物质流化床气化炉中经空气-水蒸汽催化气化后得到富氢的气化气；甲烷来源于生物质产生的沼气。
富氢气化气经旋风分离、焦油裂解和水洗深度净化后用沼气中的甲烷进行催化重整得到H2∶CO为2∶1，且CO2含量小于5％的合成气；由合成气一步法合成燃料二甲醚，经分离精制后压缩成液化气使用。
实施例生物质杉木粉由螺旋进料器(4)进入流化床气化炉(2)，空气经罗次风机由气化炉(2)下部吹入，水蒸汽发生器(3)产生的高温水蒸汽(400K)在气化炉(2)的不同高度进入，生物质在气化炉(2)中进行空气-水蒸汽催化气化，气化气中H2∶CO∶CO2∶N2为30∶10∶20∶30；从气化炉(2)出来的气化气经旋风分离器(5)除尘和焦碳后进入焦油裂解器(6)催化裂解焦油，焦油含量低于50mg/Nm3，水洗喷淋塔(7)对气化气深度净化；沼气发生器(8)产生的沼气净化后与气化气经混合器(9)混合后进入重整反应器(10)催化重整制取合成气，合成气中H2∶CO∶CO2∶N2为45∶25∶5∶20；合成气经一步法合成反应器(11)催化合成后经精馏装置(12)分离精制制得纯度大于90％的燃料二甲醚，二甲醚压缩为液化气运输和使用。
本发明具有以下突出优点和积极效果1.在生物质空气-水蒸汽催化气化反应中，充分利用部分生物质燃烧产生的热量来提供气化所需的热量，实现自热反应；2.通过加入水蒸汽产生一系列水汽变换反应来克服生物质含氢量的不足，达到提高生物质潜在氢产量的目的；3.在生物质空气-水蒸汽催化气化反应中，利用自制的镍基催化剂实现了显著提高生物质潜在氢产量的目的；4.在富氢气化气的重整工序中采用由沼气提供的甲烷重整，使整个合成工艺全部采用可再生的生物质资源，实现了绿色的合成工艺路线；5.在甲烷重整工序，通过自制的重整催化剂实现了调整合成气比例，降低CO2含量的目的。
权利要求
1.一种生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法，包括如下的过程原料生物质经螺旋进料器(4)进入流化床气化炉(2)，空气经罗次风机由气化炉(2)下部吹入，水蒸汽发生器(3)产生的高温水蒸汽(400K)在气化炉(2)的不同高度进入，生物质在气化炉(2)中进行空气-水蒸汽催化气化；从气化炉(2)出来的气化气经旋风分离器(5)除尘和焦碳后进入焦油裂解器(6)催化裂解焦油，喷淋塔(7)对气化气深度净化；沼气发生器(8)产生的沼气与净化后的气化气经混合器(9)混合后进入重整反应器(10)催化重整制取合成气；合成气经二甲醚合成反应器(11)催化合成后经精馏装置(12)分离精制制得燃料二甲醚。
2.根据权利要求1所述的一种生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于工作气体为空气和水蒸汽。
3.根据权利要求1所述的一种生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于空气和水蒸汽催化气化的催化剂为自制的镍基催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于气化气中的焦油采用催化裂解的方法净化，催化剂为镍/白云石双功能催化剂。
5.根据权利要求1所述的一种生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于通过甲烷的水蒸汽和二氧化碳重整进行补氢和合成气比例调整；合成气的比例为H2∶CO为2∶1，且CO2含量小于5％。
6.根据权利要求1或5所述的一种生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法，其特征在于所述的甲烷来源于生物质产生的沼气。
全文摘要
本发明涉及生物质的高效洁净利用的一种新方法，进一步涉及利用沼气重整生物质气化气合成二甲醚的新方法。由于石油、煤和天然气等化石能源资源有限，从合成气制造燃料日益受到重视，生物质气化是生物质热转化技术中历史最长、最具实用性的一种技术。但生物质气化气与煤气化、天然气气化以及重渣油气化等途径获得的合成气相比，存在最大的弱点，即气化气中H
文档编号C07C43/04GK1477090SQ0312658
公开日2004年2月25日 申请日期2003年5月16日 优先权日2003年5月16日
发明者王铁军, 常杰, 吕鹏梅, 祝京旭 申请人:中国科学院广州能源研究所