[發(fā)明專利]一種航空煤油或柴油的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110346501.1
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN103087748A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張濤;李廣億;李寧;王愛琴;王曉東;叢昱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于木質(zhì)纖維素為原料獲得平臺化合物的，完全不依賴化石能源的航空煤油和柴油鏈烴合成路線，具體包括三個步驟：1)由木質(zhì)纖維素基平臺化合物出發(fā)通過烷基化反應(yīng)生成碳鏈長度為8至16的含氧有機(jī)化合物；2)通過加氫催化劑對上述烷基化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行低溫加氫以降低其不飽和度；3)通過金屬-固體酸雙功能催化劑在較高溫度下對加氫后的烷基化產(chǎn)物進(jìn)行加氫脫氧，從而獲得以鏈烴為主要成分碳鏈長度為8至16的生物質(zhì)航空煤油和高品位柴油。其中第二和第三步也可以合為一步完成。

背景技術(shù)

航空煤油是目前國際上需求量很大的液體燃料，是一個國家的戰(zhàn)略性物資。它的種類很多，一般是由碳數(shù)在8-16間的鏈狀烷烴、芳烴和環(huán)烷烴組成。以目前常見JP-8為例，其經(jīng)典組成如下：C8至C15的直鏈烷烴占35％，C8至C15的支鏈烷烴占35％，C7至C10的芳香烴占18％，C6至C10的環(huán)烷烴占7％。柴油是主要的運輸燃料之一，主要是由C9至C18的鏈烴、環(huán)烴、芳香烴組成，其沸點在170-390℃之間。目前，航空煤油和柴油主要以化石資源(煤和石油)為原料制取，煤和石油都是不可再生的能源，由它們合成航空煤油和柴油在制造和使用過程會產(chǎn)生大量的二氧化碳，造成溫室效應(yīng)。且近年來隨著石油資源的日益減少，原油價格不斷攀升，使得航空煤油和柴油的價格也節(jié)節(jié)攀升。我國作為能源消費大國和石油進(jìn)口大國，近幾年的石油進(jìn)口量不斷增加，2009年的石油進(jìn)口依存度為53.6％，已經(jīng)突破50％的國家安全警戒線。和化石能源不同，生物質(zhì)屬于可再生能源，生物質(zhì)燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳可以被其生長過程通過光合作用消耗的二氧化碳所抵消，因此生物質(zhì)燃料在整個使用過程中是二氧化碳中性的。因此從保護(hù)環(huán)境、國家能源安全以及潛在的經(jīng)濟(jì)價值三方面考慮，需要大力發(fā)展生物質(zhì)航空煤油技術(shù)。

目前，生物質(zhì)液體燃料可分為第一代生物質(zhì)液體燃料和第二代生物質(zhì)液體燃料。第一代生物質(zhì)液體燃料是以可食用的玉米、大豆和向日葵等為原料，通過發(fā)酵和轉(zhuǎn)酯化等反應(yīng)制取生物乙醇和生物柴油。第一代生物質(zhì)液體燃料在歐洲，美洲等地區(qū)作為運輸燃料已有實際應(yīng)用。但是，它是以糧食為原料，原料成本高且與人爭地，不適合我國人多地少的國情。第二代生物質(zhì)液體燃料是以不可食用的木質(zhì)纖維素為原料，主要有三種途徑生成燃料：1)熱化學(xué)氣化生物質(zhì)到合成氣，然后通過費托合成制取烷烴，該過程工藝比較成熟，但是需要高溫高壓的條件；2)高溫?zé)峤馍镔|(zhì)制取生物質(zhì)油，該過程復(fù)雜，且制得的生物質(zhì)油品質(zhì)較差，無法直接用作發(fā)動機(jī)燃料，需進(jìn)行進(jìn)一步精煉；3)以木質(zhì)纖維素為原料獲得的生物質(zhì)平臺化合物分子，通過羥醛縮合、烷基化反等碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)，然后加氫脫氧制取液態(tài)烷烴，該過程條件相對比較溫和，合成路線靈活。