[發明專利]一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法

在審

• 申請號: 201710124695.8
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106883895A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 方云明;譚天偉;王萌;黃勇
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C11C1/00;C11C1/02;C11C1/10;C11C3/12;C11C3/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張立改

1.一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)生物催化反應

采用攪拌式反應器:首先將低品質原料油脂加入反應器中進行攪拌升溫，反應溫度為32-55℃，然后將生物催化劑加入裝有低品質原料油的攪拌式反應器中進行生物催化反應，甲醇分多次加入，甲醇總用量為理論反應摩爾數的1-1.5倍，反應時間為35-40小時，反應結束后離心分離除去催化劑，蒸餾脫醇后得到中間產物脂肪酸甲酯，作為下一步化學催化反應的原料；

或采用固定床式反應器:首先將生物催化劑填充至固定床式反應器中，然后在30-50℃之間將預混合的低品質原料油和甲醇物料以一定的流速通過固定床式反應器，收集流出反應液，反應完成后將收集到的反應液進行蒸餾脫醇，然后離心分離得到脂肪酸甲酯，作為下一步化學催化反應的原料；

(2)化學催化反應：

采用攪拌式高壓反應釜：首先將生物催化過程得到的脂肪酸甲酯、負載活性金屬的介孔分子篩催化劑加入攪拌式高壓反應釜中，氮氣置換3-5次去除反應釜中空氣后，在2～8Mpa氫氣持續通入條件下升溫至400～600℃，反應8～10小時；反應結束后，待溫度下降至室溫，氮氣置換去除反應釜中氫氣，打開反應釜取出反應液，離心分離除去催化劑，得到的反應液進行常壓蒸餾分離，收集切割溫度在100～230℃之間的餾分可作為航空燃料或其調和組分使用；

或固定床式反應器：首先將負載活性金屬的介孔分子篩催化劑裝填于固定床中，通過氮氣置換去除固定床中空氣，然后通入氫氣，維持體系壓力2-8Mpa，固定床層溫度400-600℃，脂肪酸甲酯以1.0-3.0體積空速條件下進行反應，得到的反應液進行常壓蒸餾分離，收集切割溫度在100～230℃之間的餾分可作為航空燃料或其調和組分使用。

2.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，步驟(1)生物催化反應采用攪拌式反應器或固定床式反應器，其中攪拌式反應器為單級間歇式操作或多級串聯連續操作。

3.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，負載活性金屬的介孔分子篩催化劑中介孔分子篩選自APO-11、SAPO-11、SAPO-31、HY分子篩、NaY分子篩、ZSM-5或ZSM-22分子篩。

4.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，負載活性金屬的介孔分子篩催化劑中負載活性金屬為Mo、W、Co、Ni、Zn、Cu中的一種或多種，負載量為催化劑的5～20wt％。

5.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，低品質油脂選自植物油脂、動物油脂、微生物油脂、廢棄食用油脂或油廠煉油腳料。

6.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，生物催化劑為脂肪酶，脂肪酶包括固定化脂肪酶、脂肪酶粉或脂肪酶發酵液，酶添加量為油脂重量的0.1％-20％。

7.按照權利要求5所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，脂肪酶來源于微生物發酵或動物組織提取。

8.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，步驟(1)生物催化反應采用溶劑或無溶劑體系進行，生物催化反應有溶劑體系中可用溶劑包括正己烷、石化柴油、環己烷、叔丁醇。

9.按照權利要求1所述的一種以低品質油脂為原料生物—化學催化偶聯制備生物航空燃料的方法，其特征在于，按照(1)或者(2)中反應條件進行轉化后，原料中氧脫除率可達97％以上，其中航空燃料或其相應調和組分含量可達50％以上。