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全国医药行业节能减排科技创新暨新技术新设备应用研讨会论文集
热裂解液化对中药渣处理技术的研究
蒋立科叶辉张宽朝程备久’
(安徽农业大学合肥230036)
摘 要:中药渣是绿色植物通过光合作用将太阳提供的光和热转为能量贮存下来所形成的有机体
(包含农作物、树木和其它植物及其残体)被提取相关目标产物后的“废弃物”。文中采用在
缺氧状态下快速加热,然后迅速冷却为液体生物原油,再于中温下被气体中高分子化合物在
完全分解前被浓缩,减少气体产物的形成,提高液相产物产量,再通过脱水分离所含木醋酸
和焦油。前者再经减压分馏获得乙酸、丙酸、丁酸、甲醇和其他有机溶剂,后者加工为杂酚
等抗聚剂,提高中药渣附加值。
关键词:中药渣,快速热裂解,液化产物,减排节能
热裂解是指在隔绝空气或通入少量空气的条件下,利用热能切断生物质人分子中的化学键,使
之转变为低分子物质的过程…,义称之热解或裂解。我国目前中药渣随着提取技术的提升,对中药
加r丁企业的压力日趋增大,不仅给环境带来“三废”,造成环境污染,而且导致对资源的严重浪费。
本文采.Hj缺氧情况下对中药渣进行快速加热,然后迅速冷却为液体生物原油,然后中温下被气体中
高分子化合物在完全分解之前被浓缩,减少气体产物的形成,提高液相产物产量,再通过脱水分离
木醋酸和木焦油。对前者经减压分馏获得乙酸、丙酸、丁酸、甲醇和其他有机溶剂,后者加工为杂
酚油、木馏油等抗聚剂,提高中药渣附加值。
1.材料与方法
1.1材料
1.1.1设备
BTG型旋转锥裂解反应器、反应釜、除尘器、冷凝器(国产,由沈阳农业大学研制开发)。
1.1.2材料
各类中药渣。
1.1.3快速热裂解运行的主要参数
1.2方法采用快速热裂解的:I:艺【2J
该方法主要流程中的工艺参数如表l:
2结果与分析
2.1热裂解液化的产物
因药渣主要原材料基本上是来自草本植物的叶和以纤维素为主要成分的茎,得到的产物主要为
液体产物的粗木醋酸、不凝性气体或生物质燃气,含水量较高,有机化合物产物15%。
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全国医药行业节能减排科技创新暨新技术新设备应用研讨会论文集
表1 中药渣快速热裂解的主要工艺
粗木醋酸为棕黑色液体,除含有大量水分外还含有近两百余种有机物,种类的多少视原材料来
源而有差异。
粗木醋酸里的化合物包含水分为88.92%,有机化合物的种类为饱和酸、不饱和酸、醇酸、杂
环酸、饱和醇、不饱和醇、酮类、醛类、酯类、酚类、内酯、芳香化合物、杂环化合物及少量胺类。
除此而外,还有极少的同形炭。这些化合物经化工分离成单体,将是化学工业重要原料。
2.2热裂解液化获得的生物油
用快速热裂解的上艺得到的生物油,与通过慢速热裂解(干馏)或气化工艺得到的焦油,其性质
存在着较大的差别。前者常被称为一次油;后者常被称为二次油。焦油的黏度、凝同点比生物油高
得多;焦油的密度、灰分、含氮量也比生物油大。同时与石油相比,生物油中硫、氮含量低,并且
灰分少,对环境污染小,为较珍贵的化工原料。
2.2.1理化性质测定
经对所分离生物油分析,其主要物理、化学性质如下:
(1)物理性质
①颜色生物油是有色液体,其颜色与原料种类、化学成分以及含有细炭颗粒的多少有关,从暗
绿色、暗红褐色到黑色。
②气味它具有独特的气味,似含有酸的烟气味。化学组成主要是解聚的木质素、醛、酮、羧
酸、糖类和水,其成分较复杂。
③可溶性生物油的密度约为1.2x103kg/m3,不能和甲苯、苯等烃类溶剂互溶,但可溶于丙
酮、甲醇、乙醇等溶剂。有较高的含氧量与含水量,含水量高达20%以上。
④黏度生物油黏度范围很宽。室温下,最低为10cP,若是长期存放于不好的条件下,可以达
到10000cP,受水分、热裂解反应操作条件、物料情况和油品贮存的环境及时间影响极大。
(2)化学性质
%同等质量的汽油或柴油。这意味着2.5kg的生物油与lkg化石燃油能量相当。
甲酸、乙酸进入油品所造成,因而油的收集贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料,如不锈钢或聚烯烃类
化合物。由于中性的环境有利于多酚成分的聚合,所以酸性环境对于油的稳定是有益的。
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