[發明專利]一種生物航空煤油的制備方法

在審

• 申請號: 202011342275.5
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN114540077A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 鄧旭亮;劉靖;賈云剛;姜偉;金書含;趙仲陽;王偉眾;何玉蓮;王東軍;趙光輝;辛穎;何昌洪;李影輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C10G67/02
• 分類號: C10G67/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發明涉及一種生物航空煤油的制備方法，其以生物質油加氫脫氧后的生物質脫氧油為原料，包括以下步驟：原料與溶劑混合，在催化劑的作用下，與氫氣發生加氫裂化異構化反應，所得產物經過氣液分離得到氣體產物和液體產物，將所述液體產物蒸餾，其中130～300℃的餾分即為生物航空煤油，所述生物航空煤油的凝固點等于或低于?40℃；其中，所述催化劑為負載型金屬催化劑，其載體選自硅鋁分子篩、硅磷酸鋁分子篩和雜原子分子篩中的至少一種，其金屬為貴金屬，所述氫氣和所述原料的摩爾比為300:1至1500:1。本發明所涉及的過程可以使可再生的生物質油高效轉化成航空煤油或柴油，替代了不可再生的化石能源。

技術領域

本發明涉及生物航空煤油的制備方法，尤其涉及一種以生物質脫氧油為 原料生產生物航空煤油的制備方法。

背景技術

近年來，隨著社會、經濟的快速發展，石油化石能源的消耗量在不斷地 增加，我國的原油凈進口量也逐年快速增長。隨著航空工業的發展，對航空 煤油的需求量在不斷增加，全球航空業每年消耗15～17億桶航空煤油，如 今航空業中CO₂的排放量約為820t/a，約占全球CO₂排放總量的2.5％。隨 著世界上各國貿易量的不斷增加，每年需要更多的飛行營運，導致CO₂排放 量也在不斷上升。隨著哥本哈根氣候變化大會的召開以及歐盟航空排放交易 體系(EU ETS)監測計劃的正式實施，國際航空業已經制定了具有挑戰性的 計劃，承諾從2020年起到2050年航空業中CO₂的排放量相對于2005年將 減少50％。2014年11月，中國和美國在《中美氣候變化聯合聲明》中宣布 了各自對應氣候變化的行動目標，我國承諾到2030年前后使CO₂的排放量 達到峰值，并計劃到2030年使用非化石能源的比重提高到20％左右。因 此，亟需尋求可再生的新型能源來替代傳統的化石能源。

生物質是我們最常見也是最易得的原料，也是自然界中唯一含碳的可再 生能源，而且在其被消耗生成CO₂后能通過光合作用吸收再次轉換成新的生 物質能源。從生物圈里的碳循環的角度來說，通過生物質生產生物航空煤 油、柴油等生物質液體燃料對解決化石能源危機、維護國家能源安全和實現 可持續發展、保護生態環境有著重要的意義。

生物質丁醇法是通過微生物發酵將含纖維素生物質轉化成丁醇，將丁醇 脫水生成丁烯，再將丁烯聚合生產長鏈烷烴燃料。該工藝可以很好地利用玉 米芯或秸稈等農林廢棄物作為原料生產烴類燃料，但是工業路線較長，生產 成本較高。

生物質氣化費托合成油是在過渡金屬催化劑上將合成氣(CO和H₂,可由 生物質汽化得到)經過費托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)生成碳鏈分布 較廣泛的烴類。但是通過費托合成得到產物主要是正構烷烴，含量高達 90％以上，導致其中間餾分(C9～C16)冰點比較高，在低溫下流動性能 差。因此經過費托合成得到的液態烴還不能直接用作生物航空煤油。

上述生物質氣化費托合成法中原料包括動植物油脂、農作物秸稈以及高 纖維素含量的木屑等，是獲取清潔燃料油的有效途徑。德國伍德公司利用生 物質氣化來生產富氫氣合成氣，通過費托合成反應來生產生物航空煤油。但 是生物質氣化和費托合成相結合仍然存在技術上的障礙，在費托合成前生物 質氣化后氣體的凈化是最大的問題。而且費托合成油需要經過加氫異構轉化 為異構烷烴才能作為航空煤油使用。

并且，生物質氣化費托合成法需要先將生物油脂氣化后再費托合成長鏈 烷烴，再加氫裂化異構化制航空煤油。其過程繁瑣、工藝復雜、存在技術障 礙。因此可以將生物油脂直接加氫脫氧轉化成長鏈烷烴，再經過加氫裂化異 構化來獲取高穩定性和低凝點的生物航空煤油。

脂肪酸甘油酯、脂肪酸脂和脂肪酸等生物質油直接經過加氫脫氧可以轉 化為C12～C24之間(主要為C16和C18)的直鏈烴類化合物，即為生物質 脫氧油。加氫脫氧后的直鏈烴經過加氫裂化異構化后生成的烷烴中C9～C16 之間的烷烴異構化程度較高，可以作為生物航空煤油或柴油使用。