[發明專利]一種利用植物油生產碳氫化合物燃油的方法

有效

• 申請號: 201310580368.5
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103666520A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張京三
• 申請（專利權）人: 張京三
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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【技術領域】

本發明涉及一種碳氫化合物燃油的制作方法，具體涉及一種利用植物油裂解生產碳氫化合物燃油的方法。

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【背景技術】

傳統能源的日益枯竭和對環境的污染需要開發新的可再生能源，植物油作為可再生能源，獲得了越來越多的重視和研究。

植物油作為環境友好型可再生資源，原料來源很廣泛。但目前對植物油的利用主要是生物柴油，而生物柴油主要是通過酯交換得到的羧酸酯類化合物。雖然經過多年的發展，生物柴油已經形成了比較完備的技術體系，但是經濟因素和生物柴油自身性質上的缺陷制約了其發展，比如生物柴油較差的低溫流動性，在寒冷的地區不適宜使用；分子結構中含有含氧的官能團，造成了其熱值較柴油低9%-13%。此外，和傳統能源相比，生物柴油的氧化穩定性較差，容易發生變質、氧化，并且粘度和濁點較大，酸值較高，這都限制了它的應用。?

不同于制備生物柴油的酯交換反應，將植物油通過脫羧裂解是另一種制取燃料的有效方法。在氮氣的作用下，通過熱裂解大豆油等植物油可獲得類似柴油的燃料，其主要成分及含量為：烷烴類占31.3%，烯烴類占37.7%，芳香類占2.3%，羧酸類占12.2%。相比于生物柴油，經裂解制備得到的燃料具有更好的穩定性和更高的熱值，但產品收率低、品質差一直是影響其大規模應用的限制因素。?

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【發明內容】

本發明提供了一種由植物油制備以烷烴、烯烴、芳香烴為主要成份的碳氫化合物燃油的方法。在微波輔助下，經脫羧裂解而將植物油轉化成與石油性質和組分(以汽油、柴油、煤油等組分為主)類似的碳氫化合物燃油。通過控制反應溫度及催化劑種類，可明顯提高產品的收率及其中烷烴的含量，進而獲得熱值較高，含氧較低的燃油。

本發明提供一種利用植物油生產碳氫化合物燃油的方法，其包括如下步驟：?

（1）熱轉化：在植物油中加入催化劑和水，攪拌混合均勻后加入到密閉的反應釜中，對反應釜進行加熱，升溫速率為10~80°C/min，反應溫度為280~550°C，反應5-30min后自然冷卻至室溫，其中，催化劑的加入量為植物油重量的1%~10%，水的加入量為植物油重量的2%~40%；所述的催化劑選自過渡金屬催化劑、分子篩催化劑、負載過渡金屬的分子篩催化劑中的至少一種；

（2）脫水過濾：將步驟（1）得到的產物加熱至60-80°C，在小于0.05MP的壓力下脫水至含水量低于2%，然后將得到的產物經1~3mm的篩網進行過濾，去除其中的雜質；

（3）脫羧裂解：將步驟（2）得到的產物升溫到220~550°C，加入催化劑，在1000~5000W的微波環境中進行脫羧裂解，脫羧裂解時間為5-60min，即得到裂解后的粗煉碳氫化合物燃油；

（4）蒸餾：將步驟（3）得到的粗煉碳氫化合物燃油進行常壓蒸餾，收集60~500°C的餾分并分離水分后，即得到燃油產品，其主要成分為烷烴、烯烴、芳香烴。

下面對各操作步驟進行詳細說明。?

（1）熱轉化：熱轉化可將植物油轉化成粗煉碳氫化合物燃油，其中的轉化溫度、催化劑及水的質量配比尤為重要。?

優選地，步驟（1）的升溫速率為40~50°C/min，反應溫度為400~500°C，反應時間為15-20min，催化劑的加入量為植物油重量的3%~5%，水的加入量為植物油重量的10%~20%。?

所述的過渡金屬催化劑選自鐵、鎳、銅、鋅、釔、鈦、鋯、鈰、銠、釩、鈮、鎢、鉻、鉬、錳中的至少一種；所述的分子篩催化劑選自ZSM分子篩、MCM分子篩、三氧化二鋁、二氧化硅、沸石、3A分子篩、4A分子篩、13X分子篩中的至少一種。?

所述的植物油選自葵花籽油、菜籽油、花生油、玉米油、大豆油、松油、蓖麻油、橄欖油中的至少一種。?

（2）脫水過濾：該步驟的目的是脫離水份，過濾雜質，以便在進一步裂解后得到烷烴含量及熱值較高的粗煉碳氫化合物燃油。?

優選地，脫水溫度為70-80°C；脫水壓力為0.02~0.05MPa；脫水后含水量低于2%；篩網孔徑為1~2mm。?

（3）脫羧裂解：裂解過程中的裂解溫度、微波功率和時間以及催化劑配比尤為重要，將直接影響燃油的熱值及烷烴含量。?

優選地，裂解溫度為450~550°C，壓力為常壓。?

優選地，微波功率為3000~4000W，裂解時間為20~40min。?