一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107159317A(43)申请公布日2017.09.15(21)申请号201710461767.8(22)申请日2017.06.16(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号(72)发明人邵珊珊张会岩肖睿李小华蔡忆昔(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人朱少华(51)Int.Cl.B01J38/14(2006.01)B01J29/90(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法(57)摘要本发明涉及一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，主要解决现有焙烧再生技术中局部过热现象，导致催化剂催化性能降低的问题。提出低氧浓度下再生，旨在有效降低催化剂孔道内部温度，避免催化剂内部烧结现象。在此基础上引入适量水蒸气，催化剂不会发生水热脱铝，同时实现催化剂颗粒内部温度的进一步降低。考虑控制再生程度，保留部分积炭达到修饰催化剂孔道及覆盖表面酸位点的作用。采用上述3种方法对积炭失活催化剂进行联合再生，旨在提高催化剂在生物质催化热解-再生多循环中的稳定运行及烃类化合物的高产率产出。CN107159317ACN107159317A权利要求书1/1页1.一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，该方法将生物质催化热解制备液体燃料或化学品过程中产生的失活催化剂进行氧化氛围中的焙烧再生，将失活催化剂内部的积炭转化为CO2，其特征在于，在氧气和氮气的混合气氛围中加入水蒸气，将待再生的催化剂进行恒温焙烧，同时控制焙烧时间以保证催化剂上保留一定量的积炭。2.根据权利要求1所述一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，其特征在于：催化剂主要指沸石催化剂。3.根据权利要求2所述一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，其特征在于：所述沸石催化剂为ZSM-5、MCM-22、MCM-41或HY。4.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，其特征在于：氧气/氮气混合气中氧气体积浓度在10％～21％之间。5.根据权利要求4所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，其特征在于：催化剂再生时的氧气体积浓度在10％～21％之间，再生催化剂性能优于原始催化剂；其中催化剂再生时的氧气体积浓度在15％时，再生催化剂性能最优。6.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，，其特征在于：水蒸气在氧气/氮气混合气中的体积浓度在5％～25％之间。7.根据权利要求6所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，，其特征在于：采用氧气、水蒸气联合再生，降低了催化剂床层温度，同时保证再生后催化剂性质稳定。8.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，，其特征在于：失活催化剂的焙烧温度在400～600℃之间。9.根据权利要求1所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，其特征在于：失活催化剂的焙烧时间在3min～30min之间。10.根据权利要求9所述的一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法，其特征在于：控制催化剂的再生时间，保证催化剂上保留部分积炭，修饰催化剂孔道，同时选择性的使积炭沉积在催化剂外表面，并覆盖催化剂表面的酸性中心。2CN107159317A说明书1/4页一种生物质催化热解中失活催化剂联合再生的方法技术领域[0001]本发明属于生物质能源利用领域，涉及到一种失活催化剂再生的方法，具体为在氧气/氮气混合氧化氛围下，掺入水蒸气，并控制焙烧时间，联合利用3个方面以实现生物质催化热解中失活催化剂的再生，并获得理想的催化剂结构。背景技术[0002]生物质催化热解技术，生物质首先直接热解生成含氧大分子，进入催化剂孔道，发生脱水、脱羰、脱羧、环化、低聚等一系列反应，可以将生物质转化为烯烃和芳香烃等高附加值化学品。生物质催化热解可以简化生物质热解-生物油提质过程中的操作，避免了热解气冷凝中能量的损失。但同时也存在烃类产物的产率较低、反应器内积炭严重、催化剂极易积炭失活、失活的催化剂再生较为困难等问题。热解气大分子(如左旋葡聚糖等)不能进入催化剂孔道，在催化剂表面聚合形成积炭大分子从而堵塞催化剂孔道；另一方面，部分活性小分子(如呋喃等)会扩散进入催化剂孔道，发生脱水、脱氢、氢转化等一系列反应步骤。可以看出，积炭严重降低烃类产类，但是又是不可避免的。因此催化剂积炭失活是影响生物质催化热解制备烃类高价值化学品的核心因素。[0003]当催化剂活性大幅降低时，必须对失活催化剂进行再生。目前针对积炭失活催化剂的再生方法主要有氧化烧炭法、吹扫法、洗涤法等。其中吹扫法主要针对不很严重的积炭有机副产物、机械粉尘和杂