[發(fā)明專利]一種α-烯烴制備航空燃油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310680364.4
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103725322A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱萃漢;方士;余學(xué)功
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州能源工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C10G67/00
• 分類號: C10G67/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種α-烯烴制備航空燃油的方法。

背景技術(shù)

航空燃油，又稱航空生物燃料，是指一些專門為飛行器而設(shè)的燃油品種，質(zhì)素比暖氣系統(tǒng)和汽車所使用的燃油高，通常都含有不同的添加物以減低結(jié)冰和因高溫而爆炸的風(fēng)險。航空燃油分為兩大類：航空汽油(Aviation?Gasoline,Avgas)，用于往復(fù)式發(fā)動機(jī)的飛機(jī)上。航空煤油(Jet?fuel)，用于噴氣發(fā)動機(jī)的飛機(jī)上。

航空煤油主要用于高空中飛行的噴氣式飛機(jī)，一般要求密度適宜、良好的燃燒性能、良好的低溫流動性、良好的熱安定性和抗氧化安定性。傳統(tǒng)航空煤油是由石油煉制中的直餾餾分、加氫裂化和加氫精制等組分及必要的添加劑調(diào)和而成，是由不同烴類化合物組成的混合物，化學(xué)式為CH3(CH2)nCH3(n為8～16)。使用生物航空燃料替代或補(bǔ)充化石航空燃料是減少航空業(yè)溫室氣體排放、應(yīng)對歐盟征收碳排放費(fèi)用的有效措施。公開號為CN103087748A的專利文獻(xiàn)公開了一種種航空煤油或柴油的制備方法包括：（1）在酸催化劑存在的條件下，以木質(zhì)纖維素基平臺化合物中的含羰基的平臺化合物與呋喃類平臺化合物為原料，通過酸催化烷基化反應(yīng)制取碳鏈長度在8至16之間的含氧有機(jī)化合物；（2）通過對烷基化反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行加氫，有效除去其中的碳-碳雙鍵和碳-氧雙鍵，制取飽和的含氧有機(jī)化合物；（3）采用金屬-固體酸雙功能催化劑對加氫后的烷基化反應(yīng)產(chǎn)物加氫脫氧，從而獲得碳鏈長度在8至16之間的具有更高能量密度和穩(wěn)定性的生物質(zhì)航空煤油或高品位柴油。

目前，航空生物燃料的生產(chǎn)工藝包括費(fèi)托合成、加氫脫氧及快速熱解三種。費(fèi)托合成是指在高溫、高壓下，生物質(zhì)通過熱化學(xué)工藝轉(zhuǎn)化為合成氣(主要成分是H，和CO)，合成氣通過費(fèi)托合成工藝生成各種烴類和含氧有機(jī)化合物，所得產(chǎn)品通過進(jìn)一步加氫脫氧處理即可制成航空生物燃料。加氫脫氧工藝生產(chǎn)航空生物燃料是將植物油脂或動物油脂通過深度加氫生成加氫脫氧油。該工藝由兩步反應(yīng)組成：(1)首先通過油脂與氫氣的反應(yīng)去除油脂中的氧原子，并使所有烯烴轉(zhuǎn)化成石蠟烴。去除原料油中的氧原子提高了燃料的燃燒熱，而去除烯烴提高了燃料的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性；(2)通過加氫異構(gòu)化反應(yīng)使柴油范圍的石蠟烴轉(zhuǎn)化為噴氣燃料范圍的石蠟烴。最終產(chǎn)品為生物衍生的合成石蠟基煤油，它含有與常規(guī)石油基噴氣燃料相同類型的分子。生物質(zhì)熱解是指生物質(zhì)在無氧或缺氧條件下迅速受熱分解，最終生成木炭、生物油和不可冷凝氣體的熱化學(xué)過程。熱解工藝可加工幾乎所有的干燥生物質(zhì)原料。快速熱解技術(shù)通常與催化技術(shù)相結(jié)合，反應(yīng)在幾秒內(nèi)完成，升溫速率為103～104℃/S，反應(yīng)溫度為500℃左右，氣相滯留時間不超過2S。通常產(chǎn)物中生物碳約占12％(W)，得到的生物油是超過300種液態(tài)烴類的混合物，呈酸性，有較高的含水量。

生物航空燃料的研究和應(yīng)用目前仍處于試驗和安全性評估階段，生產(chǎn)成本比較高，未能實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)，所以開發(fā)新的低成本的生物航空燃油生產(chǎn)技術(shù)是必不可少的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種α-烯烴制備航空燃油的方法，該方法采用α-烯烴為原料，在特殊催化劑的催化下，制備得到合格的航空燃油，且無廢物排放，能源利用率高，投入成本低。

一種α-烯烴制備航空燃油的方法，包括：

（1）將α-烯烴加入到密封的反應(yīng)器中，通入干氣，在壓力10MPa以下，溫度400℃以下，在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)；所述的催化劑為金屬負(fù)載催化劑，該催化劑中金屬成分包括鎳、鎢、鉬、鉑、靶；鉑、靶中的至少一種；所述的α-烯烴為C₁₄～C₁₈的α-烯烴；所述的干氣為C₁～C₄的烷烴；

（2）將步驟（1）得到的裂化產(chǎn)品進(jìn)行氣液分離：

得到的氣體（干氣）通入至步驟（1）反應(yīng)器中作為原料進(jìn)行反應(yīng)；

得到的液體經(jīng)精餾后得到航空汽油、航空煤油和柴油組分，將得到的航空汽油組分和航空煤油組分作為航空燃油產(chǎn)品收集，將得到的柴油組分返回至步驟（1）中作為原料進(jìn)行反應(yīng)。

在氫氣和催化劑活性組分的作用下，長鏈CH化合物發(fā)生分子間斷裂，同時不飽和C=C鍵被氫氣飽和生成烷烴。分子在擴(kuò)散過程中，支鏈烷烴在催化劑作用下發(fā)生異構(gòu)。同時，初次裂解產(chǎn)物可能再次接觸催化劑和氫氣，發(fā)生二次裂化，生成小分子CH化合物，導(dǎo)致煤油組分收率下降，副產(chǎn)汽油和C₄以下氣體。