[发明专利]一种液体燃料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体燃料领域，特别涉及一种液体燃料及其制备方法。

背景技术

随着化石能源的消耗以及人们不加限制的使用这些燃料而引起的环境问题，迫使人们寻找新的可再生的清洁的能源。生物质作为一种可再生的能源受到人们的关注。根据美国能源部的研究表明，到2050年，利用农、林、工业废弃物以及种植和利用能源作物等生物质能源有可能提供世界60%的电力和40%的燃料。燃料乙醇作为主要的来自于生物质的可再生资源，与汽油相比具有很多的优点：醇类燃料含有氧，更利于燃烧充分；醇类燃料理论空燃小于汽油，可以实现稀薄燃烧；醇类燃料辛烷值高，抗爆性能好。

然而由于乙醇等醇的碳原子个数少，导致其热值较低。为了得到较高品质的液体燃料，增加燃料分子的碳原子个数是一种很有效的方法。目前报道的增长碳链的途径，主要集中在醛、酮和酸的缩合偶联。由于羰基的存在，使得醛、酮和酸的缩合比较容易进行。而醇则不容易缩合。为了得到更高品质的醇类燃料，寻找直接由醇类化合物制备更长碳链的含氧化合物的方法具有重要的理论以及现实意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种液体燃料。

本发明的另一目的是提出一种制备液体燃料的方法。

为了实现上述目的，本发明提出了以下解决方案：

一种液体燃料，其是由醇类化合物直接缩合得到的醇类缩合产物。

所述醇类缩合产物为乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、环戊醇、己醇、环己醇中的任意一种自身缩合所得的产物。

进一步地，本发明提供了制备所述液体燃料的方法，具体包括如下步骤：

（1）按比例称取醇类化合物与催化剂，并进行混合，得混合物；

（2）步骤（1）所述混合物在120～350℃、密闭条件下，缩合反应一段时间后，得到醇类缩合产物。

优选地，步骤（2）所述缩合反应时间为1～24小时。

以环己醇为例，反应式如下：

所述醇类化合物为一级醇或二级醇。

优选地，所述一级醇或二级醇为乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、环戊醇、己醇、环己醇。

所述催化剂为碱和金属催化剂的混合物。

优选地，所述碱为金属氢氧化物，所述金属催化剂为Ru/C、Pd/C、Pt/C、Ru/ZrO₂、Ru/TiO₂、Pd/TiO₂、Pd/ZrO₂、Pt/TiO₂或Pt/ZrO₂中的一种或几种。

更优选地，所述金属氢氧化物为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。

催化剂的量与醇类化合物的量可以是任意比例，但催化剂的量过小对反应条件如温度和时间的要求会比较高，催化剂的量过大又会增加成本。

根据实际效果优选地，所述碱的量不低于醇类化合物摩尔量的1%，所述金属催化剂的量不低于醇类化合物质量的0.1%。

更优选地，所述碱的量为醇类化合物摩尔量的1～20%。所述金属催化剂的量为醇类化合物质量的0.1~10%。

本发明的有益效果如下：

本发明由醇类化合物直接制备高品质液体燃料，反应条件温和，产率高、选择性较高，催化剂可以重复使用，并且制备工艺简单、操作方便。本发明的技术方案提供了一条由醇类化合物制备液体燃料的新途径。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合实施例对本发明的技术方案进行具体说明。下面描述的实施例是实例性的，不限制本发明的保护范围。

本发明所用的原料均来自国药集团化学试剂公司。

实施例1

向反应釜中加入100mmol环己醇，20mmol氢氧化钠，0.1g 5wt% Ru/C，50ml正己烷，150℃反应20小时。具体结果列于表1。

实施例2

向反应釜中加入100mmol环己醇，20mmol氢氧化钙，1g 3wt％ Pd/C，200ml正己烷，280℃反应4小时。具体结果列于表1。

实施例3

向反应釜中加入100mmol环己醇，20mmol氢氧化钾，1g5wt%Pt/C，100ml正己烷，180℃反应12小时。具体结果列于表1。

实施例4

向反应釜中加入100mmol环己醇，20mmol氢氧化钠，1g10wt%Pd/ZrO₂，50ml正己烷，240℃反应12小时。具体结果列于表1。

实施例5