Способ пиролиза растительного сырья

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПИРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Агабеков Владимир Енокович Жаврид Александр Степанович Солнцев Александр Петрович Плескачевский Юрий Михайлович Стрижаков Дмитрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ пиролиза растительного сырья, при котором в реактор загружают растительное сырье и алифатический спирт в количестве 0,5-5,0 мас.по отношению к высушенному растительному сырью, осуществляют нагрев без доступа воздуха в течение 30 минут при температуре 300 С, быстро поднимают температуру до 500 С, нагревают при этой температуре в течение 40 минут и собирают жидкие продукты. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алифатического спирта используют изобутиловый спирт. Изобретение относится к области энергетики, и в частности к получению жидкого топлива из растительного сырья, например древесины и отходов ее переработки (опилки,щепа и др.), торфа, а также других материалов растительного происхождения. Известен процесс получения жидкого моторного топлива из растительного сырья - отходов сельского хозяйства, лесодобычи и лесопереработки 1. Процесс состоит из газификации органического сырья (неполного сгорания) воздухом при 900-1500 С, в результате чего образуется газ, содержащий , 2, 2, 2, 2. После каталитической конверсии газа при 200-250 С и 1,0 МПа получается смесь жидких углеводородов. Недостатком данного процесса является необходимость проведения стадии газификации с последующей каталитической конверсией газообразных продуктов в жидкое топливо. Быстрый пиролиз позволяет получать жидкое топливо из различных видов биомассы в процессе ее быстрого пиролиза 2. Наиболее близким к заявляемому изобретению техническим решением является получение жидкого топлива из различных видов растительного сырья, в том числе из древесных отходов. Процесс пиролиза проводят при температурах 500-800 С в течение 3-6 часов 3. 15413 1 2012.02.28 Задача изобретения - усовершенствование процесса пиролиза, а именно снижение температуры и времени процесса и, как следствие, снижение энергозатрат. Поставленная задача достигается тем, что процесс пиролиза растительного сырья проводят в присутствии добавки алифатического спирта. Использование указанной добавки позволяет снизить температуру и время процесса пиролиза. В реактор пиролиза абляционного типа загружают навеску высушенного и измельченного растительного сырья (древесина, трава, торф и др.) и алифатический спирт в количестве 0,5-5,0 от веса высушенного растительного сырья. Температуру в реакторе поднимают до 300 С и процесс пиролиза проводят при этой температуре без доступа воздуха в течение 30 минут. Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 500 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 40 минут. По истечении этого времени выделение жидких продуктов пиролиза практически заканчивается. Суммарный выход жидких продуктов пиролиза достигает 50 . Общее время процесса пиролиза,включая подъем температуры до 300 С и от 300 до 500 С, составляет 90 минут. В качестве конкретного осуществления изобретения приведены примеры процесса пиролиза древесных опилок при различном содержании добавки - изо-бутанола, а в качестве сравнения - пиролиз древесных опилок без добавки. Изобретение поясняется следующими примерами. Пример 1. В реактор пиролиза абляционного типа загружают 10 г высушенных сосновых опилок и 0,2 мл (0,16 г, 1,16 ) изо-бутанола. Температуру в реакторе поднимают до 300 С и процесс пиролиза проводят при этой температуре без доступа воздуха в течение 30 минут. Жидкие продукты пиролиза начинают выделяться при 290 С и собираются в специальном приемнике. Через 30 минут выход жидких продуктов пиролиза составляет 3,62 г(36 ). Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 500 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 40 минут. По истечении этого времени выделение жидких продуктов пиролиза практически заканчивается. Суммарный выход жидких продуктов пиролиза 4,95 г (48,7 ). Общее время процесса пиролиза, включая подъем температуры до 300 С и от 300 до 500 С, составляет 90 минут. Пример 2. В реактор пиролиза абляционного типа загружают 10 г высушенных сосновых опилок и 0,3 мл (0,24 г, 2,3 ) изо-бутанола. Температуру в реакторе поднимают до 300 С и процесс пиролиза проводят при этой температуре без доступа воздуха в течение 30 минут. Жидкие продукты пиролиза начинают выделяться при 290 С и собираются в специальном приемнике. Через 30 минут выход жидких продуктов пиролиза составляет 3,8 г(37,1 ). Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 500 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 40 минут. По истечении этого времени выделение жидких продуктов пиролиза практически заканчивается. Суммарный выход жидких продуктов пиролиза 5,2 г (50,7 ). Общее время процесса пиролиза, включая подъем температуры до 300 С и от 300 до 500 С, составляет 90 минут. Пример 3. В реактор пиролиза абляционного типа загружают 10 г высушенных сосновых опилок и 0,5 мл (0,4 г, 3,85 ) изо-бутанола. Температуру в реакторе поднимают до 300 С и процесс пиролиза проводят при этой температуре без доступа воздуха в течение 30 минут. Жидкие продукты пиролиза начинают выделяться при 290 С и собираются в специальном приемнике. Через 30 минут выход жидких продуктов пиролиза составляет 3,5 г(33,7 ). Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 500 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 40 минут. По истечении этого времени выделение жидких продуктов пиролиза практически заканчивается. Суммарный выход жидких продуктов пиролиза 4,8 г (46,2 ). Общее время процесса пиролиза, включая подъем температуры до 300 С и от 300 до 500 С, составляет 90 минут. 2 15413 1 2012.02.28 Пример 4. В реактор пиролиза абляционного типа загружают 10 г высушенных сосновых опилок и 0,1 мл (0,08 г, 0,8 ) изо-бутанола. Температуру в реакторе поднимают до 300 С и процесс пиролиза проводят при этой температуре без доступа воздуха в течение 30 минут. Жидкие продукты пиролиза начинают выделяться при 290 С и собираются в специальном приемнике. Через 30 минут выход жидких продуктов пиролиза составляет 3,2 г(31,7 ). Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 500 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 40 минут. По истечении этого времени выделение жидких продуктов пиролиза практически заканчивается. Суммарный выход жидких продуктов пиролиза 4,82 г (47,8 ). Общее время процесса пиролиза, включая подъем температуры до 300 С и от 300 до 500 С, составляет 90 минут. Пример 5 (сравнительный). В реактор пиролиза абляционного типа загружают 8 г высушенных сосновых опилок. Температуру в реакторе поднимают до 400 С и процесс пиролиза проводят при этой температуре без доступа воздуха в течение 30 минут. Жидкие продукты пиролиза начинают выделяться при 380 С и собираются в специальном приемнике. Через 30 минут выход жидких продуктов пиролиза составляет 0,8 г (10 ). Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 500 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 60 минут. По истечении этого времени выход жидких продуктов пиролиза составляет 2,7 г (33,8 ). Далее температуру в реакторе быстро поднимают до 700 С и проводят пиролиз при этой температуре в течение еще 60 минут. Суммарный выход жидких продуктов пиролиза 3,8 г(47,5 ). Общее время процесса пиролиза, включая подъем температуры до 400 С, от 400 до 500 С и от 500 до 600 С, составляет 200 минут. Таким образом, из приведенных примеров видно, что оптимальная добавка изобутанола составляет 1-2,5 . Использование такой добавки приводит к снижению температуры и времени пиролиза, что дает существенное снижение затрат энергии на проведение процесса. Пиролиз других видов растительного сырья (древесина, трава, торф и др.) с добавками алифатических спиртов проводят аналогично примерам 1-4. Источники информации 1. Гелетуха Г.Г. и др. Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2000. -2. - С. 3-10. 2.... - 2006. - . 20. - . 3. - . 848-889. 3. Кузнецов Б.Н. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. Хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). - 2003. Т. . -6. - С. 83-91. 4.1446139 , 1988. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3