一种催化加氢生物沥青的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种催化加氢生物沥青的制备方法，包括如下步骤：1)将生物质热解油在催化剂作用下发生加氢反应；2)将步骤1)所得产物静置，分离，取上层油相萃取，得到萃取物；3)将萃取物脱水氧化得到生物沥青。采用本发明所述的制备方法，不仅使生物质油重组分得到有效利用，变废为宝，而且催化加氢生物沥青可以使生物沥青的性能更加稳定，提升了生物沥青的品质。本发明所述制备方法得到的生物沥青，可以降低沥青路面对石油沥青的需求，缓解资源紧缺带来的压力，同时生物沥青属于可再生资源，可实现沥青及道路的可持续发展。
【专利说明】一种催化加氢生物沥青的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种催化加氢生物浙青的制备方法，属于浙青材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 生物质作为可循环利用的主要能源，近年来引起国内外的重视，尤其是随着生物 质热解技术的不断发展，促进了许多生物质热解油的企业产生。
[0003] -方面目前生物质热解油的主要用途就是作为初级燃料直接燃烧或者用来炼制 生物柴油，前者由于生物质热解油的高水分含量导致其热值较低，进而影响到了油的售价， 加大了生物质热解油企业的运行压力。后者因为生物质热解油的热稳性较差，导致以其为 原料炼制的生物柴油热稳定性不好，需要经过进一步的加工处理才能勉强符合要求，因此 造成生物质柴油的成本过高，进而影响到了生物质热解油的需求，因此急需拓宽生物质热 解油的利用途径。
[0004] 另一方面随着国民经济的快速发展，人类需求与能源供给的矛盾日益严重，石油 作为主要的化石原料，不仅提供了人类消耗的主要能源，而且炼制后剩余的浙青是道路行 业必须的材料。但随着石油的不断消耗，特别是优质油源的不断减少，导致浙青的供需矛盾 不断加大，浙青价格节节攀升，对道路行业的发展造成了极大的困扰。本课题组自2011年 以来，对生物质热解油制备生物浙青开展了大量的研究工作，已公开发明专利《改性生物浙 青材料、生物浙青混合料、其制备方法及用途》，《生物浙青、生物浙青组合物及其制备方法》 和《一种生物浙青及其制备方法》，但在研究中发现用生物质热解油直接制备的生物浙青， 均存在不同程度上的低温延度差的缺陷，因此，如何获得一种改善生物浙青低温性能的制 备方法成为目前急需解决的问题之一。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明特提出一种新的生物浙青制备工艺，所得生物浙青的 低温延度性能明显提高，具有良好的热稳定性和路用性能，进而减少浙青路面对石油浙青 的需求，实现浙青及浙青道路的可持续发展。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种催化加氢生物浙青的制备方法，包括如下步骤：
[0008] 1)将生物质热解油在催化剂作用下发生加氢反应；
[0009] 2)将步骤1)所得产物静置，分离，取上层油相萃取，得到萃取物；
[0010] 3)将萃取物脱水氧化得到生物浙青。
[0011] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述催化剂加入量为生物质热解油质量的 0· 5% -10%，优选 5%。
[0012] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述加氢反应温度为150-300°c，优选200°C。
[0013] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述加氢反应时间为30-90min ;优选60min。
[0014] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述加氢反应压力为4-10MPa，优选6MPa。
[0015] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述催化剂为钼系催化剂或铁系催化剂，优选为 钼系催化剂，进一步优选为Pt/ γ -Al2O3。
[0016] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述生物质热解油为玉米秸杆、稻壳、木屑或竹屑 中的一种或多种经热解后得到的油状产物。
[0017] 在上述制备方法中，步骤1)中，所述反应压力是通过氢气通入量控制的。
[0018] 在上述制备方法中，步骤2)中，所述萃取溶剂为水。
[0019] 在上述制备方法中，步骤2)中，所述萃取过程为将上层油与水以1:3-10的体积比 在5-30°C混合搅拌，经过滤或离心分离得到水不溶萃取物。
[0020] 在上述制备方法中，步骤3)中，所述脱水氧化温度为90-1KTC。
[0021] 在上述制备方法中，步骤3)中，所述脱水氧化时间为30-90min。
[0022] 本发明还提供上述制备方法得到的生物浙青。
[0023] 采用本发明所述的制备方法，不仅使生物质油重组分得到有效利用，变废为宝，而 且催化加氢生物浙青可以使生物浙青的性能更加稳定，提升生物浙青的品质。本发明所述 制备方法得到的生物浙青，可以降低浙青路面对石油浙青的需求，缓解资源紧缺带来的压 力，同时生物浙青属于可再生资源，可实现浙青及道路的可持续发展。
【具体实施方式】
[0024] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0025] 本实施方式所用原料均为市售产品。
[0026] 实施例1 一种催化加氢生物浙青的制备方法
[0027] -种催化加氢生物浙青的制备方法，包括如下步骤：
[0028] 1)在美国Parr高压反应釜内，通入氢气控制釜内压力10MPa，150°C条件下，生物 质热解油在催化剂Pt/ Y -Al2O3作用下发生加氢反应，反应时间90min ;
[0029] 其中，生物质热解油为用玉米秸杆经热解后得到的油状产物，购自某生物能源有 限公司。
[0030] 催化剂选用市售产品。
[0031] 其中，催化剂加入量为生物质热解油质量的10%。
[0032] 2)将步骤1)所得产物静置，上层为油相，下层为水相，分离后取上层油相与水以 1:10的体积比在5°C条件下进行混合搅拌，经过滤分离得到水不溶萃取物。
[0033] 3)将萃取物在IKTC的温度下脱水氧化30min，得催化加氢生物浙青1。
[0034] 实施例2 -种催化加氢生物浙青的制备方法
[0035] 1)在美国Parr高压反应釜内，通入氢气控制釜内压力4MPa，300°C条件下，生物质 热解油在催化剂Pt/ γ -Al2O3作用下发生加氢反应，反应时间30min ;
[0036] 其中，生物质热解油为用木屑经热解后得到的油状产物，购自某生物能源有限公 司。
[0037] 催化剂选用市售产品。
[0038] 其中，催化剂加入量为生物质热解油质量的0. 5%。
[0039] 2)将步骤1)所得产物静置，上层为油相，下层为水相，分离后取上层油相与水以 1:3的体积比在30°C条件下进行混合搅拌，经过滤分离得到水不溶萃取物。
[0040] 3)将萃取物在IKTC的温度下脱水氧化30min，得催化加氢生物浙青2。
[0041] 实施例3 -种催化加氢生物浙青的制备方法
[0042] 1)在美国Parr高压反应釜内，通入氢气控制釜内压力6MPa，200°C条件下，生物质 热解油在催化剂Pt/ γ -Al2O3作用下发生加氢反应，反应时间60min ;
[0043] 其中，生物质热解油为用竹屑经热解后得到的油状产物，购自某生物能源有限公 司。
[0044] 催化剂选用市售产品。
[0045] 其中，催化剂加入量为生物质热解油质量的5%。
[0046] 2)将步骤1)所得产物静置，上层为油相，下层为水相，分离后取上层油相与水以 1:10的体积比在5°C条件下进行混合搅拌，经过滤分离得到水不溶萃取物。
[0047] 3)将萃取物在90°C的温度下脱水氧化90min，得催化加氢生物浙青3。
[0048] 实施例4 一种催化加氢生物浙青的制备方法
[0049] 1)在美国Parr高压反应釜内，通入氢气控制釜内压力6MPa，200°C条件下，生物质 热解油在催化剂FeS 2作用下发生加氢反应，反应时间60min ;
[0050] 其中，生物质热解油为用竹屑经热解后得到的油状产物，购自某生物能源有限公 司。
[0051] 催化剂选用市售产品。
[0052] 其中，催化剂加入量为生物质热解油质量的5%。
[0053] 2)将步骤1)所得产物静置，上层为油相，下层为水相，分离后取上层油相与水以 1:6的体积比在15°C条件下进行混合搅拌，经过滤分离得到水不溶萃取物。
[0054] 3)将萃取物在100°C的温度下脱水氧化60min，得催化加氢生物浙青4。
[0055] 对比例一种生物浙青的制备方法
[0056] 1)将生物质热解油与水以1:10的体积比在5°C条件下进行混合搅拌，经过滤分离 得到水不溶萃取物。
[0057] 其中，生物质热解油为用竹屑经热解后得到的油状产物，购自某生物能源有限公 司。
[0058] 2)将萃取物在90°C的温度下脱水氧化90min，得生物浙青5。
[0059] 生物浙青的性能测试
[0060] 1)对实施例1-4及对比例得到的生物浙青进行了性能测试，结果见表1。
[0061] 表1生物浙青的路用性能
【权利要求】
1. 一种催化加氢生物浙青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 将生物质热解油在催化剂作用下发生加氢反应； 2) 将步骤1)所得产物静置，分离，取上层油相萃取，得到萃取物； 3) 将萃取物脱水氧化得到生物浙青。
2. 根据权利要求1所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述催化剂加 入量为生物质热解油质量的0.5% -10%，优选5%。
3. 根据权利要求1所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述加氢反应 温度为 150_300°C，优选 200°C。
4. 根据权利要求1所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述加氢反应 时间为30-90min ;优选60min。
5. 根据权利要求1所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述加氢反应 压力为4-10MPa，优选6MPa。
6. 根据权利要求1所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述催化剂为 钼系催化剂或铁系催化剂，优选为钼系催化剂，进一步优选为Pt/Y-ai2o3。
7. 根据权利要求1所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述萃取溶剂 为水。
8. 根据权利要求7所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述萃取过程 为：将上层油相与水以1:3-10的体积比于5-30°C混合搅拌，经过滤或离心分离得到水不溶 萃取物。
9. 根据权利要求7所述的生物浙青的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述脱水氧化 温度为90-110°C ;所述脱水氧化时间为30-90min。
10. 权利要求1-9任一所述制备方法得到的生物浙青。
【文档编号】C10C3/02GK104388108SQ201410610817
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】曹东伟, 何敏, 张海燕, 陈艳巨, 王红丽 申请人:交通运输部公路科学研究所