[發明專利]通過油脂與供氫溶劑共活化制備生物航煤的方法

有效

• 申請號: 201410593592.2
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104371758A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 趙晨;張晶晶
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C10G45/30
• 分類號: C10G45/30
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明屬于新能源技術領域，具體涉及一種通過油脂與供氫溶劑共活化制備生物航煤的方法。

背景技術

生物航煤屬于可再生綠色能源，一般以可再生生物質為原料，產品為C₉-C₁₆的直鏈飽和烷烴、異構烷烴和芳烴組分等。以油脂為原料生產生物航煤是當前研究和應用的一大熱點。以國際標準測算，生物航煤的生產成本是石油基航空煤油的2至3倍。中石化獲得適航批準的1號生物航煤以棕櫚油和餐飲廢油為原料，以餐飲廢油為例，約3噸餐飲廢油才能生產1噸生物航煤。目前中石化的技術可以實現生物航煤質量收率可達35％-45％，副產23％-29％的石腦油餾分和7％-11％的柴油餾分。由于油脂的碳鏈過長(主要含C₁₄-C₁₈的C骨架結構)，生物航煤生產過程中的碳源損失主要來自于降凝過程，即選擇性異構裂化加氫處理精制油的過程。

早期油脂精制是在臨氫條件下，硫化NiMo、CoMo催化劑負載在Al₂O₃，SiO₂-Al₂O₃，SAPO-11和SBA-15對油脂一步加氫反應制備烷烴。含硫催化劑技術比較成熟，催化劑的壽命穩定，但仍需外加H₂S等硫化態化合物來維持硫化金屬催化劑的活性。

新開發的非硫金屬擔載催化劑在催化劑的穩定性上遜色于硫化催化劑，但初始活性高，反應溫度低且也不需要外加硫化物因而更清潔。根據CN?103756794A、CN?102464998A所公開的，目前新興非硫催化劑包括金屬Pd、Pt、Ni、NiMo等用于氫氣條件下的油脂的加氫脫氧。CN103801295A公開了一種以蓖麻油為原料，經由加氫脫氧和加氫異構裂化兩步反應，分餾后得到航空煤油；CN102482595A公開了一種航空燃料油基材的制造方法，以動植物油脂為原料，經過氫化、異構裂化，獲得含有航空燃料油基材的油品。CN102719319A公開了一種利用光皮樹油制備生物航空燃料的方法，對光皮樹油預處理后，經固定床加氫反應器進行加氫脫氧和加氫裂化異構兩步反應，得到的液相產物經蒸餾，收集150-280℃的餾分并精制，得到生物航空燃料。CN102719317A公開了一種以山蒼子果核油為原料制備生物航空燃料的方法，經加氫脫氧和加氫裂化異構兩步反應，并進一步精制蒸餾得到符合使用條件的生物航空煤油。CN103224835A公開了一種含油微藻提取不飽和脂肪酸并制備航空燃料的方法。CN102994138A公開了一種以地溝油為原料通過加氫脫氧和加氫異構化兩步法制備生物航空煤油的方法。

這些已公開的工藝中都通過脫氧和異構裂化兩步法來實現，其中的烴類裂化技術損失了大量的碳源。脫氧和裂化異構化都在高壓氫氣氣氛下進行，而氫氣的引入會對反應設備的要求提高。更重要的是，在放大規模的工業反應測試中，高氫壓會帶來嚴重安全隱患以及反應后氫氣的回收處理問題。CN?103059901A、CN?103468300A公開的是催化裂化技術實現從油脂生產清潔燃料的工藝方法。催化裂化技術可以實現在無氫條件下以硅鋁分子篩催化劑，如HZSM-5和HUSY，對油脂進行脫氧，但催化裂化選擇性差，且裂解過程產生大量氣體導致液態產物的收率降低，催化劑失活也快。因此，如何在無氫或者低氫壓條件下高效率地一步法催化脫氧油脂為生物航煤，或者避免使用裂化利用保留更多的碳源從而實現更高的原子經濟性，是目前亟需解決的關鍵問題。

發明內容

生物航煤是指以生物質為原料，制備得到的產品指標基本滿足國際航煤ASTM?D7566-11標準。本發明針對現有航空煤油生產工藝存在的不足，提供了一種新的生物航煤的制備方法，即通過供氫溶劑自產氫氣，和油脂脫氧相結合地一步法生產生物航煤的新工藝。

本發明通過油脂與供氫溶劑共活化制備生物航煤的方法，在無氫或者低氫壓條件下，由供氫溶劑原位產生H₂，在溫和條件下，由金屬催化劑催化，一步法將油脂原料轉化為生物航煤；其中，所述產物生物航煤為C₉-C₁₈烷烴的混合物，其包括50-80％C₉-C₁₈正構烷烴、10-20％C₉-C₁₈異構烷烴、5-10％芳烴；其不含N、O、S；其餾程范圍為150-300℃。