《有機廢棄物加壓水熱液化轉化年輕石油的套用基礎研究》是依託中國農業大學，由劉志丹擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機廢棄物加壓水熱液化轉化年輕石油的套用基礎研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：劉志丹
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有機廢棄物加壓水熱液化具有不受含脂量限制、原料無需乾燥、反應快等優點，其產品年輕石油（生物原油）組成與傳統原油類似，可作為化石原油的重要補充。針對有機廢棄物水熱液化成油路徑不清、油品含氮量、含氧量高等問題，本項目首先以富營養化藻（高蛋白質）、糞便（高油脂）及秸稈（高碳水化合物）三種代表性廢棄物為出發點，研究其水熱液化過程生物質轉化動力學與產物分布，綜合形態、結構、組分與基團分析，揭示三種有機廢棄物成油的轉化路徑和規律，並比較生物原油與化石原油的特性；在此基礎上，採取分子篩催化劑催化、廢棄供氫體協同液化等手段探索“邊反應邊提質”的原油產率和品質改進策略。本項目將為有機廢棄物製取新型原油的技術套用奠定科學基礎。
結題摘要
有機廢棄物加壓水熱液化具有不受含脂量限制、原料無需乾燥、反應快等優點，其產品生物原油的組成與傳統原油類似，可作為化石原油的重要補充。有機廢棄物種類豐富，各組分含量不同，產油率、油品質量也會有所差異，而其成油路徑還不是很清楚。本項目以三種代表性廢棄生物質（富營養化藻、糞便及秸稈）為主，研究其水熱液化產油潛力，並通過生物原油與原油性能地比較，闡明生物原油的優缺點。在此基礎上，研究水熱液化過程中水-廢棄溶劑混溶及添加催化劑的提升原油品質的作用規律。結果表明，320℃, 60min滯留時間，10%含固量時滸苔生物原油產率最高，達到13.89%，生物原油熱值為33.5MJ/kg。豬糞在340℃時生物原油產率最高為30.8%。豬糞生物原油主要含有酸酯類化合物，烴類，酚類及含氮化合物。以玉米秸稈為原料進行水熱產油試驗，結果表明，290℃時，生物原油產率最高，為23.32%，碳、氮、氫回收率可分別達到38.69%、10.38%、25.61%，能量效率為51%。在生物原油成分主要是低碳鏈烴類、酯類、醇類物質。重組分在生物原油所占比重較大。與傳統原油相比，水熱液化生物原油的粘度較高，密度較大，含氧、氮元素較高，因此生物原油後期的套用可能需要脫氧脫氮。另外，生物原油成分複雜，含有烴類、酸類、酯類、醇類、醛類和含氮化合物等，碳鏈較長，多為環狀，不穩定，而常規石油的主要成分是烴類，比較穩定。在微擬球藻的水熱液化過程中使用Fe/HZSM-5催化劑，在365℃時獲得了最高的生物原油產率（38.1±3.2％），與未添加催化劑相比，生物原油的產量提高了25％。並且生物原油中的低分子量化合物增加了。利用廢棄供氫體粗甘油與滸苔共液化的研究表明，粗甘油的加入顯著提高了生物原油的產率和品質，粗甘油添加後滸苔液化生物原油的產率為38.71%，遠高於滸苔水熱液化產油率的13.35%，生物原油的氮含量降為0.96%，與石油中氮含量類似。並對催化劑及粗甘油促進產油的機制進行了探究。本項目為實現廢棄生物質製取新型原油奠定了良好的科學基礎，具有重要的理論意義和套用價值。
