阅读说明：本技术 生物质制取化工原料和液体燃料的方法 (method for preparing chemical raw material and liquid fuel from biomass ) 是由 曾宿主 杨发新 王庆明 刘玉珍 刘艳艳 于 2019-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种生物质制取化工原料和液体燃料的方法,包括：步骤一、将生物质原料进行热解反应,得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；步骤二、将所得的热解半焦作为载体制备第一加氢催化剂,备用；步骤三、将所得生物焦油、第一加氢催化剂、以及烃油制成浆料,所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油,将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油,所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料,步骤四、将所得轻质生物油进行催化裂化得到所述化工原料和液体燃料。本发明所提供的生物质转化工艺制浆简单,可连续操作,所得产品可直接利用。(the invention discloses a method for preparing chemical raw materials and liquid fuel by biomass, which comprises the following steps: performing pyrolysis reaction on a biomass raw material to obtain a pyrolysis product comprising pyrolysis gas, biological tar, pyrolysis water and pyrolysis semicoke; step two, preparing a first hydrogenation catalyst by taking the obtained pyrolysis semicoke as a carrier for later use; step three, preparing the obtained biological tar, a first hydrogenation catalyst and hydrocarbon oil into slurry, enabling the obtained slurry to enter a slurry bed hydrogenation reactor for hydrogenation reaction to obtain hydrogenated biological oil, carrying out distillation separation on the obtained hydrogenated biological oil to obtain light biological oil, water and tail oil, circularly replacing the hydrocarbon oil with part of the obtained tail oil to prepare the slurry, and carrying out catalytic cracking on the obtained light biological oil to obtain the chemical raw material and the liquid fuel. The biomass conversion process provided by the invention is simple in pulping and can be continuously operated, and the obtained product can be directly utilized.)

生物质制取化工原料和液体燃料的方法

技术领域

本发明涉及生物质应用领域。更具体地说，本发明涉及一种生物质制取化工原料和液体燃料的方法。

背景技术

生物质作为唯一物质性可再生资源，其包括动物、植物、微生物及其***与代谢物。生物质既可以直接燃烧发电，也可以进一步利用，作为石油天然气的补充，生产化工原料和液体燃料。我国每年产生农作物秸秆数量约7亿吨，林业废弃物约2.5亿吨，如果将其部分转化为液体燃料和化工原料，可以替代约1～2亿吨石油能源，可以大大降低我国石油对外依存度，对我国能源安全战略有重要意义。

现有技术中，生物质再利用技术中，生物质制油较为广泛应用。目前生物质制油工艺一般采用热解法，所谓热解法是指将生物质转变为热解气体(俗称“木煤气”)、热解生物焦油(俗称“木焦油”)、热解水(俗称“木醋液”)、热解半焦(俗称“生物木炭”)等，生物质热解制油技术产生的生物焦油主要为富含氧的酚类、酮类、醛类与醇类化合物，组成达数百种之多，分离难度大，难以直接高效分离为化工产品利用，只能作为低热值的燃料油销售。而且，生物热解焦油的稳定性差，在自然条件下存放极易氧化变质和缩聚。因此，亟需生物质热解和生物焦油加工的技术，使生物质转化为可直接利用的化工原料和高价值液体燃料。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种生物质制备化工原料和液体燃料的方法，其能够将生物质转化为可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种生物质制取化工原料和液体燃料的方法，包括：

步骤一、将生物质原料进行热解反应，其中热解温度设置为300～800℃，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一催化剂备用；

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.001～0.2:0.1～5，浆态床的操作温度为200～450℃，操作压力为2～18MPa，体积空速0.4-10.0h^-1，氢油体积比为100～1000；所述加氢生物油的蒸馏分离温度为250～520℃；

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，利用第二催化剂进行催化裂化反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中催化裂化反应温度为400～700℃，反应压力为0.1～0.3MPa，第二催化剂和轻质生物油的重量比例为1～40:1。

在上述技术方案中，将生物质经过热解、浆态床加氢和催化裂化后转化为可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料，实现了生物质转化成化工原料和液体燃料工艺的连续操作性，解决了生物质制浆困难的问题。采用浆态床反应形式来处理生物焦油，可长周期操作，无压降，转化率高，可以处理最劣质的渣油。

优选的是，步骤一中所述生物质原料包括植物、动物、农林废弃物、城市垃圾和工业垃圾。

优选的是，步骤四中所述催化裂化反应在提升管反应器中进行，所述提升管反应器的操作温度在400～700℃之间，反应压力在0.1～0.3MPa之间，体积空速在1.0～50.0h^-1之间；催化剂和油的重量比在1～40：1之间。

优选的是，所述第二催化剂包括沸石、耐热无机氧化物和黏土，所述沸石为五元环沸石、β沸石和Y型沸石中的一种或多种；耐热无机氧化物为氧化铝和氧化硅中的一种或两种；粘度为高岭土、膨润土和白土中的一种或多种，其中沸石、耐热无机氧化物和黏土的重量比例为1～80:1～99:1～50。

优选的是，步骤一中热解反应在旋转锥、回转窑、立式炉或者流化床中进行，热解反应器选择多样，都能实现整个工艺的连续性操作。

优选的是，步骤二中所述热解半焦载体的粒径为10～1000um，步骤二所述第一加氢催化剂的制备步骤为：先将步骤一所得热解半焦经过预活化，得到热解半焦的比表面积为300～1200m²/g；再使用预活化所得热解半焦作为载体制备所述第一加氢催化剂，所述第一加氢催化剂的活性中心为ⅥB族和/或Ⅷ族金属中的一种或多种，包括Fe、Co、Mo、Ni或W中的一种或多种，其中Fe和/或Mo效果最优。所述活性中心和活性热解半焦的比例在0.1～0.6:1。

优选的是，步骤三所述烃油包括动物油、植物油、本工艺产生的化工油品、直馏柴油、直馏蜡油、催化裂化循环油、催化裂化柴油、催化裂化蜡油、焦化柴油以及焦化蜡油中的一种或者多种。

优选的是，步骤三中所述浆态床加氢反应器为鼓泡式反应器、气升式套筒反应器或者强制浆液循环反应器，浆态床反应器选择多样，都能实现整个工艺的连续性操作。

优选的是，步骤三中加氢生物油蒸馏分离得到的另一部分尾油外甩，其中循环用尾油和外甩的尾油体积比为0.1～10:1。

优选的是，步骤二中所述热解半焦先经过预活化，所述预活化步骤包括：

第一步、将步骤一所得热解半焦冷却后放入到质量分数为8～12wt％的碱性溶液中，边搅拌边持续将碱性溶液升高至100℃，反应2～4h，其中热解半焦与碱性溶液的质量比为1:8～20；然后取出热解半焦，用蒸馏水清洗至表面pH呈中性；

第二步、将活化炉温度升高至500～600℃预热10～30min，通二氧化碳5～8min，所述二氧化碳的流速为6～8mL/min；将第一步所得中性热解半焦置于活化炉中，炉内温度升高至800～900℃，二氧化碳的流速调整为10～12mL/min，活化2～4h。

在上述技术方案中，第一步中碱性溶液中优选的是KOH溶液或者NaOH溶液，通过两步活化法活化所述热解半焦，与传统意义上的一步法或者碱性溶液活化法和高温活化的简单组合法比较，本发明提供的两步活化方法得到的活化热解半焦，制备得到的加氢催化剂的催化性能更好。

本发明至少包括以下有益效果：其一、本发明提供的生物质转化工艺所得产品为可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料；其二、本发明提供的生物质转化工艺可连续、长周期操作；其三、本发明采用浆态床反应形式来处理生物焦油，可长周期操作，无压降，转化率高；其四、本发明提供的生物质制取化工原料和液体燃料的方法中，生物质制浆过程简单，易于操作，可大范围推广至生物质再利用工程中；其五、本发明提供的生物质制取化工原料和液体燃料的方法中，热解半焦作为制备加氢催化剂的载体，其活化过程创新，所得到的催化剂催化活性好。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

步骤一、使用秸秆作为生物质原料，将秸秆进行预干燥和破碎后，进入旋转锥热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在500℃，升温速率为500℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；所得到的热解产物分布见表1。其中，生物焦油的元素分析见表2。

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.5:1，备用；

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，另一部分外甩，尾油中外甩和循环的质量比为1:4，外部烃油和循环尾油的比例在1:3。循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.005:1，浆态床反应器为鼓泡床反应器，操作温度在320℃，操作压力在8MPa，体积空速1.0h^-1，氢油体积比1000。浆态床反应器反应指标见表3。

将浆态床反应产物蒸馏分离，馏程大于350℃的馏分为尾油，馏程小于350℃的馏分分离为水和轻质生物油。其中，馏程<350℃轻质生物油的元素分析见表4。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在520℃，操作压力在0.18MPa，体积空速30.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为40：30：30。提升管反应产物分布见表5，整个工艺的物料核算结果见表6。

实施例2

步骤一、使用废弃林木渣作为生物质原料，将废弃林木渣进行预干燥和破碎后，进入回转窑热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在300℃，升温速率为100℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物。所得到的热解产物分布见表1。其中，生物焦油的元素分析见表2。

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.6:1，备用；

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，另一部分外甩，尾油中外甩和循环的质量比为1:10，外部烃油和循环尾油的比例在1:3。循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.2:5，浆态床反应器为气升式套筒反应器，操作温度在450℃，操作压力在18MPa，体积空速10.0h^-1，氢油体积比100。浆态床反应器反应指标见表3。

将浆态床反应产物蒸馏分离，馏程大于350℃的馏分为尾油，馏程小于350℃的馏分分离为水和轻质生物油。其中，馏程<350℃轻质生物油的元素分析见表4。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在420℃，操作压力在0.1MPa，体积空速50.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为80：90：50。提升管反应产物分布见表5，整个工艺的物料核算结果见表6。

实施例3

步骤一、使用城市垃圾作为生物质原料，将城市垃圾分类后，取可回收垃圾进行预干燥和破碎后，进入流化床热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在600℃，升温速率为600℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物。所得到的热解产物分布见表1。其中，生物焦油的元素分析见表2。

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.6:1，备用；

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，另一部分外甩，尾油中外甩和循环的质量比为1:10，外部烃油和循环尾油的比例在1:3。循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.1:2，浆态床反应器为强制浆液循环反应器，操作温度在200℃，操作压力在10MPa，体积空速5.0h^-1，氢油体积比800。浆态床反应器反应指标见表3。

将浆态床反应产物蒸馏分离，馏程大于350℃的馏分为尾油，馏程小于350℃的馏分分离为水和轻质生物油。其中，馏程<350℃轻质生物油的元素分析见表4。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在700℃，操作压力在0.3MPa，体积空速10.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为50：40：30。提升管反应产物分布见表5，整个工艺的物料核算结果见表6。

实施例4

步骤一、使用椰子壳等果壳作为生物质原料，将椰子壳等果壳进行预干燥和破碎后，进入旋转锥热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在500℃，升温速率为500℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；所得到的热解产物分布见表1。其中，生物焦油的元素分析见表2。

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.5:1，备用；所述热解半焦先经过预活化，所述预活化步骤包括：

第一步、将步骤一所得热解半焦放入到质量分数为12wt％的NaOH溶液中，边搅拌边持续将NaOH溶液升高至100℃，反应4h，其中热解半焦与NaOH溶液的质量比为1:8；然后取出热解半焦，用蒸馏水清洗至表面pH呈中性；

第二步、将活化炉温度升高至600℃预热30min，通二氧化碳8min，所述二氧化碳的流速为8mL/min；将第一步所得中性热解半焦置于活化炉中，炉内温度升高至900℃，二氧化碳的流速调整为12mL/min，活化4h。

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，另一部分外甩，尾油中外甩和循环的质量比为1:4，外部烃油和循环尾油的比例在1:3。循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.005:1，浆态床反应器为鼓泡床反应器，操作温度在320℃，操作压力在8MPa，体积空速1.0h^-1，氢油体积比1000。浆态床反应器反应指标见表3。

将浆态床反应产物蒸馏分离，馏程大于350℃的馏分为尾油，馏程小于350℃的馏分分离为水和轻质生物油。其中，馏程<350℃轻质生物油的元素分析见表4。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在520℃，操作压力在0.18MPa，体积空速30.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为40：30：30。提升管反应产物分布见表5，整个工艺的物料核算结果见表6。

表1热解产物分布

表2生物焦油元素分析

表3浆态床反应器反应指标

表4浆态床加氢轻质生物油元素分析

表5提升管催化裂化反应产物分布

如表5所示，生物质秸秆经过本发明提供的工艺方法，得到54.6％的气体，其中烯烃产率在气体产物中达30.6％；液体收率为38.8％，其中，<350℃的馏分占液体收率的97％；生焦率仅为4.1％。

表6物料核算

如表6，从不同来源的生物质经热解-浆态床加氢-催化裂化整个工艺过程后，得到包括干气、乙烯、液化气、丙烯、苯、甲苯、二甲苯、芳烃等产物，其中乙烯、丙烯以及BTX是最基本的化工原料，是化工行业发展的基础。本发明通过将生物质热解-浆态床加氢-催化裂化的得到了可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料。

对比例1

步骤一、使用椰子壳作为生物质原料，将椰子壳进行预干燥和破碎后，进入旋转锥热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在500℃，升温速率为500℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一加氢催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.5:1，备用；其中，活性组分和热解半焦的比例在0.5:1，备用；所述热解半焦先经过预活化，所述预活化步骤包括：

第一步、将步骤一所得热解半焦放入到质量分数为12wt％的NaOH溶液中，边搅拌边持续将NaOH溶液升高至100℃，反应4h，其中热解半焦与溶液或者NaOH溶液的质量比为1:8；然后取出热解半焦，用蒸馏水清洗至表面pH呈中性；

第二步、将活化炉温度升高至600℃预热30min，通二氧化碳8min，所述二氧化碳的流速为8mL/min；将第一步所得中性热解半焦置于活化炉中，炉内温度升高至900℃，二氧化碳的流速调整为12mL/min，活化4h。

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一加氢催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，使得所述烃油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.005:1，其中烃油馏程见表7；浆态床反应器为鼓泡床反应器，操作温度在320℃，操作压力在8MPa，体积空速1.0h^-1，氢油体积比1000。

表7烃油馏程

将浆态床反应产物蒸馏分离，馏程大于350℃的馏分为尾油，馏程小于350℃的馏分分离为水和轻质生物油。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在520℃，操作压力在0.18MPa，体积空速30.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为40：30：30。提升管反应产物分布见表8，整个工艺的物料核算见表9。

表8提升管催化裂化反应产物分布

表9对比例1物料核算

由表5和表8可知，将尾油代替部分烃油循环制备浆料，将有效降低生焦率以及提高液体收率，液体收率中，<350℃馏分在液体收率中所占比例也相应提高了，通过尾油循环至制浆阶段作为制浆原料之一，更少补充烃油，提高生物质利用率。由表6和表9可知，将尾油代替部分烃油循环制备浆料，提高了乙烯和丙烯的收率。

对比例2

步骤一、使用椰子壳作为生物质原料，将椰子壳进行预干燥和破碎后，进入旋转锥热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在500℃，升温速率为500℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一加氢催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.5:1，备用；所述热解半焦先经过预活化，所述预活化步骤为：

将步骤一所得热解半焦放入到质量分数为12wt％的NaOH溶液中，边搅拌边持续将NaOH溶液升高至100℃，反应4h，其中热解半焦与NaOH溶液的质量比为1:8；然后取出热解半焦，用蒸馏水清洗至表面pH呈中性；

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一加氢催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，另一部分外甩，尾油中外甩和循环的质量比为1:4，外部烃油和循环尾油的比例在1:3。循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.3:1，浆态床反应器为鼓泡床反应器，操作温度在320℃，操作压力在8MPa，体积空速1.0h^-1，氢油体积比1000。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在520℃，操作压力在0.18MPa，体积空速30.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为40：30：30。

对比例3

步骤一、使用椰子壳作为生物质原料，将椰子壳进行预干燥和破碎后，进入旋转锥热解反应器进行热解反应，生物质热解的操作温度在500℃，升温速率为500℃/min，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物；

步骤二、将步骤一所得的热解半焦作为载体制备第一加氢催化剂，热解半焦预先磨至40～200目，以羟基氧化铁作为活性组分，制备浆态床加氢催化剂。其中，活性组分和热解半焦的比例在0.5:1，备用；所述热解半焦先经过预活化，所述预活化步骤为：

第二步、将活化炉温度升高至600℃预热30min，通二氧化碳8min，所述二氧化碳的流速为8mL/min；将步骤一所得热解半焦置于活化炉中，炉内温度升高至900℃，二氧化碳的流速调整为12mL/min，活化4h。

步骤三、将步骤一所得生物焦油、步骤二所得第一加氢催化剂、以及烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油、水以及尾油，所得尾油一部分循环替代烃油制备浆料，另一部分外甩，尾油中外甩和循环的质量比为1:4，外部烃油和循环尾油的比例在1:3。循环尾油量不足时由烃油替代或者补充，使得所述烃油和/或尾油、催化剂、生物焦油的质量比为1:0.2:1，浆态床反应器为鼓泡床反应器，操作温度在320℃，操作压力在8MPa，体积空速1.0h^-1，氢油体积比1000。

步骤四、将步骤三所得轻质生物油作为原料，送入提升管催化裂化反应器，与第二催化剂接触发生反应，所得产物进行蒸馏分离得到所述化工原料和液体燃料，其中提升管催化裂化反应器，操作温度在520℃，操作压力在0.18MPa，体积空速30.0h^-1。提升管催化裂化的催化剂的组成为沸石、耐热无机氧化物和粘土，其中：沸石使用Y型沸石，耐热无机氧化物为氧化铝，粘土为高岭土，比例为40：30：30。

实施例1与对比例2～3的区别在于，步骤一所得热解半焦的活化方式不同，实施例1采用了碱液活化和高温活化的结合，对比例2和对比例3分别采用了碱液活化和高温活化，为保证浆态床加氢反应在相同的时间内达到反应平衡，对比例2和对比例3所用催化剂的量相对于实施例1的用量6倍和4倍，这说明实施例1得到的第一加氢催化剂活性明显优于对比例2和对比例3。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的气体和液体的体积数值均为25℃和1个标准大气压下的数值。

如上所述，本发明至少包括以下有益效果：其一、本发明提供的生物质转化工艺所得产品为可直接利用的化工原料和高价值的液体燃料；其二、本发明提供的生物质转化工艺可连续、长周期操作；其三、本发明采用浆态床反应形式来处理生物焦油，可长周期操作，无压降，转化率高；其四、本发明提供的生物质制取化工原料和液体燃料的方法中，生物质制浆过程简单，易于操作，可大范围推广至生物质再利用工程中；其五、本发明提供的生物质制取化工原料和液体燃料的方法中，热解半焦作为制备加氢催化剂的载体，其活化过程创新，所得到的催化剂催化活性好。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的具体实施例。