一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生物燃料的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及航空燃料制備技術領域，尤其涉及一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生 物燃料的方法。
【背景技術】
[0002] 目前化石燃料是人類活動中使用的主要能源，這些化石燃料中石油、煤炭、天然氣 等是達到86. 8%的比例，以目前全世界對這些能源的消耗速度計算，石油僅能維持50年左 右，因此，尋找石油的替代品成為人們關注的焦點。
[0003] 生物質資源是目前已知的唯一可持續使用的有機碳源，而由生物質制備的烷烴燃 料也是現在僅有的可持續的液體燃料來源。基于這些原因，對生物質的利用正日益受到人 們的關注。到目前，生物能源的發展經歷了兩個階段：第一代生物燃料技術，即通過淀粉質 可食性糖發酵生產燃料乙醇以及由植物油如菜籽油、大豆油經過酯交換反應生產的生物柴 油。第一代生物燃料的主要爭議之處在于采用可食用植物為原料，存在與糧爭地、與人爭糧 的困擾，因而其合理性在一定程度上受到質疑。第二代生物燃料技術是利用非可食性原料 如小桐子油、廢棄油脂、微藻油、城市垃圾、木質纖維素等經過一系列化學反應生產綠色燃 料的過程。與第一代生物燃料技術相比，第二代生物燃料技術具有原料來源廣泛，產品類型 為不含氧的高熱值烴類，可以直接或調和化石基產品作為運輸燃料；穩定性高，對發動機無 不利影響。
[0004] 航空生物燃料是第二代生物燃料技術的重點產品，是以生物質為原料，制備的與 石油基航空煤油組成和結構相似，性能接近，不需更換發動機和燃油系統，就可滿足航空器 動力性能和安全要求的燃料。
[0005] 目前由油脂催化加氫已經取得了不錯的進展，但是該技術的大規模推廣仍然受到 不少因素的制約。第一，目前已有的航空生物燃料生產裝置基本都以菜籽油等食用油為原 料，具有"與人爭糧"的問題；第二，目前由油脂加氫脫氧制備航空生物燃料存在催化劑成 本高、反應效率低、反應效果差等問題導致該技術的經濟性有待提高，限制了產品的整體成 本。因此，不斷開發更高效、低成本的技術用于油脂如麻瘋樹油以制備航空生物燃料非常重 要。
【發明內容】
[0006] 基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生 物燃料的方法，所得航空生物燃料品質好，不含硫和芳烴，清潔環保；本發明的催化劑反應 效率高、反應效果好、副產物少，具有良好的經濟價值和社會效益。
[0007] 本發明提出的一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生物燃料的方法，包括如下步驟：
[0008] S1、將麻瘋樹油、催化劑A和反應溶劑混合后，充入氫氣進行加氫脫氧反應得到第 一物料；
[0009] S2、將第一物料離心后，減壓蒸餾得到液相產物C ;
[0010] S3、將液相產物C、催化劑B和反應溶劑混合后，充入氫氣進行加氫裂化反應得到 第二物料；
[0011] S4、將第二物料離心后，減壓蒸餾得到液相產物D ;
[0012] S5、將液相產物D進行常壓蒸餾得到航空生物燃料，常壓蒸餾的溫度為 124-268 °C。
[0013] SI中，無需對麻瘋樹油、氫氣、催化劑A和反應溶劑之間的比例進行限定。麻瘋樹 油和氫氣進行加氫脫氧反應，反應根據反應方程式由左向右進行，當某一原料過量時可促 使其他原料反應完全，故無需限定比例；而催化劑A僅起到提高反應速率的作用，也無需進 行限定；反應溶劑起到溶劑的作用，不參與反應進行，也無需進行限定。
[0014] S3中，無需對液相產物C、氫氣、催化劑B和反應溶劑之間的比例進行限定。液相 產物C和氫氣進行加氫裂化反應，反應根據反應方程式由左向右進行，當某一原料過量時 可促使其他原料反應完全，故無需限定比例；而催化劑B僅起到提高反應速率的作用，也無 需進行限定；反應溶劑起到溶劑的作用，不參與反應進行，也無需進行限定。
[0015] 優選地，所述反應溶劑為正己烷。
[0016] 優選地，Sl中，催化劑A為RuAiO2或者Ru/La (OH) 3。
[0017] 優選地，催化劑 A 中的 Ru 含量為 0· 7-1. 3wt%，例如 0· 8wt%、0. 9wt%、l. lwt%、 I. 2wt %，優選為 Iwt %。
[0018] 優選地，催化劑A采用沉淀法制備得到。
[0019] 優選地，Sl 中，充入氫氣至壓力為 3.8_4.2MPajl^n3.85MPa、3.9MPa、3.95MPa、 4. 05MPa、4. lMPa、4. 15MPa，優選為 4MPa。
[0020] 優選地，SI中，加氫脫氧反應具體操作為：升溫至200±3°C，然后進行保溫。
[0021] 優選地，加氫脫氧反應過程中，保溫時間為7. 5-8. 5h，例如7. 6h、7. 7h、7. 8h、 7. 9h、8. lh、8. 2h、8. 3h、8. 4h，優選為 8h。
[0022] 優選地，加氫脫氧反應過程中，升溫速率為10±0. 5°C /min，例如9. 6°C /min、 9. 7°C /min、9. 8°C /min、9. 9。。/min、10. 1。。/min、10. 2°C /min、10. 3°C /min、10. 4。。/min、 10. 5°C /min，優選為 10°C /min。
[0023] 優選地，加氫脫氧反應的保溫過程中進行攪拌，攪拌轉速為1000±20rpm，優選為 1000 rpm0
[0024] 優選地，S2 中，離心轉速為 3800-4200rpm，例如 3850rpm、3900rpm、3950rpm、 4050rpm、4100rpm、4150rpm，優選為 4000rpm。
[0025] 優選地，S2中，減壓蒸餾的溫度為25 ± I °C，優選為25°C。
[0026] 優選地，S2 中，減壓蒸餾的壓力為 800_1200Pa，例如 850Pa、900Pa、950Pa、1050Pa、 1100Pa、l 150Pa，優選為 lOOOPa。
[0027] 優選地，S3中，催化劑B為Pt/MCM-22或者Pt/MCM-41。
[0028] 優選地，催化劑B中的Pt含量為0· 8-L 2wt %，例如0· 85wt %、0· 9wt %、 0· 95wt %、I. 05wt %、I. Iwt %、I. 15wt %，優選為 Iwt %。
[0029] 優選地，催化劑B采用浸漬法制備得到。
[0030] 優選地，S3中，充入氫氣至壓力為2_3MPa。
[0031] 優選地，S3中，加氫裂化反應具體操作為：升溫至260-350°C，然后進行保溫。
[0032] 優選地，加氫裂化反應過程中，保溫時間為0. 17-10h，例如0. 5h、lh、2h、2. 5h、3h、 4h、5h、5. 5h、6h、7h、8h、8. 5h、9h。
[0033] 優選地，加氫裂化反應過程中，升溫速率為10±0. 5°C /min，例如9. 6°C /min、 9. 7°C /min、9. 8°C /min、9. 9。。/min、10. 1。。/min、10. 2°C /min、10. 3°C /min、10. 4。。/min、 10. 5°C /min，優選為 10°C /min。
[0034] 優選地，加氫裂化反應的保溫過程中進行攪拌，攪拌轉速為1000±20rpm，優選為 1000 rpm0
[0035] 優選地，S4中，減壓蒸餾的溫度為25 ±0. 5 °C，優選為25 °C。
[0036] 優選地，S4 中，減壓蒸餾的壓力為 900-1100Pa，例如 930Pa、950Pa、980Pa、1020Pa、 1050Pa、1070Pa，優選為 lOOOPa。
[0037] 優選地，S5中，還包括：將沸點高于268°C的餾分循環以再次進行加氫裂化反應。
[0038] 上述Ru為金屬舒，TiO2為二氧化鈦，La (OH) 3為氫氧化鑭，Pt為金屬鉬，MCM-22和 MCM-41均為分子篩催化劑。
[0039] 本發明采用加氫脫氧和加氫裂化將麻瘋樹油轉化為航空生物燃料，麻瘋樹油中C、 H、0含量高，C、H、0元素含量比例可達99.34wt%，而且含硫量和芳烴含量低，使本發明所得 航空生物燃料清潔環保；而麻瘋樹油中不飽和度低，便于本發明進行加氫反應，各組成脂肪 碳鏈長，通過加氫裂化使本發明所得航空生物燃料中碳鏈長度為8-15的烷烴的含量符合 要求。同時本發明的催化劑反應效率高、反應效果好、副產物少，具有良好的經濟價值和社 會效益。
[0040] 其中，本發明所用麻瘋樹油元素構成如下所示：
[0042] 本發明所用麻瘋樹油成分如下所示：
CN 105176698 A 說明書 4/13 頁
【附圖說明】
[0045] 圖1為本發明提出的一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生物燃料的方法的流程示 意圖。
[0046] 圖2為濃度為0. 03-0. 07mmol/L的各烷烴標準品進行混合后，再進行氣相色譜分 析得到的氣相色譜圖。
[0047] 圖3為本發明實施例1得到的第一物料的氣相色譜圖。
[0048] 圖4為本發明實施例5得到的第二物料的氣相色譜圖。
【具體實施方式】
[0049] 如圖1所示，圖1為本發明提出的一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生物燃料的方 法的流程示意圖。
[0050] 參照圖1，本發明提出的一種加氫催化麻瘋樹油制備航空生物燃料的方