[发明专利]一种由动植物油脂生产柴油馏分和航空燃料馏分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由动植物油脂生产柴油馏分和航空燃料馏分的方法，具体而言涉及油脂的催化加氢领域。

背景技术

伴随着世界经济的发展、石油资源消费的日益增加，能源短缺已成为影响人类社会持续发展的重大问题。由于目前世界石油出口集中于少数国家，再加上地缘政治因素，如何长期稳定地保证石油供应是涉及国家安全的重大问题。作为一项重要的应对举措，自上世纪70年代的石油危机以来，世界主要国家积极开展太阳能、风能、核能、潮汐能、生物质能等新能源的开发与应用，成绩斐然。其中，生物质能因具有可再生、低污染、分布广泛及储量丰富等特点，将其转化为高品位能源利用在世界范围内已具有相当可观的规模。值得一提的是，与其它新能源相比，生物质能作为唯一一种可再生的碳源，特别适合于加工成供发动机使用的液体燃料，如燃料乙醇、生物柴油、航空生物燃料等。

动植物油脂中的主要化学组成为甘油三酯，其化学式可用CH₂COOR₁-CHCOOR₂-CH₂COOR₃表示，其中R₁、R₂、R₃的碳链长度和不饱和程度等均不尽相同，碳链长度以16或18个碳原子较为多见，通常含有0~3个双键。由于动植物油脂中基本不含硫、氮和芳烃，与化石原料相比，具有可再生、清洁、低污染等优点，因而受到了越来越广泛的关注。其中，以动植物油脂为原料进行转酯化反应，可制备以脂肪酸烷基酯为主要组分的第一代生物柴油，目前在国外已得到大规模工业应用。但由于脂肪酸烷基酯中含氧和不饱和键而导致相对较差的燃烧性能和稳定性，第一代生物柴油的长远发展前景已不被看好，研究人员们正致力于寻求更佳的利用途径。采用催化加氢法可在催化剂和氢气存在的条件下，使甘油三酯发生加氢饱和与加氢脱氧等反应，得到几乎不含氧的饱和脂肪烃，可直接或进一步加工后用作液体燃料，产品的主要组成和性质与化石燃料几乎完全一致，从而实现补充或替代使用。

美国专利US7982076，US7999142，US8039682，US8058492，US8198492和国际专利WO2006075057，WO2008058664，WO2009117337，WO2010000934均公开了由可再生原料制备烃类的方法，包括柴油沸程产物和航空燃料沸程产物。上述专利的主要工艺特点均在于先对油脂类可再生原料进行加氢脱氧处理，生成柴油沸程燃料烃产物；再对烃产物进行异构化，改进其冷流性能；若进行选择性裂化处理，则可得到航空燃料沸程产物；同时得到石脑油、LPG等副产物。特别是近几年来，芬兰NESTE Oil公司和意大利ENI公司分别采用各自的专利技术，陆续建立了以饱和脂肪烃类生物柴油为主要产品的工业生产装置，目前总产能已超过200×10⁴t/a。中国专利CN102464998A也公开了一种动植物油脂催化加氢生产优质柴油的方法，首先进行加氢脱氧和烯烃饱和反应，之后进行加氢改质反应，经过分离和蒸馏得到气体产品、石脑油和柴油馏分。

尽管油脂催化加氢法已在生物质能源领域崭露头角，但该技术的大规模推广使用仍受到不少因素的阻碍。一方面，目前仅有的几套生物柴油/航空生物燃料生产装置均以菜籽油、棕榈油等食用油为原料，因“与人争粮”而倍受争议，随时面临原料供应不足的问题。因此，以非食用动植物油脂为原料的催化加氢法，将成为生物质能源产业可持续发展的必然选择。另一方面，油脂催化加氢法的整体技术经济性能尚有待提高。这是因为，与化石原料催化加氢相比，油脂催化加氢的原料成本和制氢成本较高，副产品难以高效利用，油脂中的微量杂质可能对加氢催化剂的性能和寿命存在不利影响等。因此，不断地针对上述问题进行技术改进，对于提高该技术的整体经济效益、加快其产业化进程而言，是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种由动植物油脂生产柴油馏分和航空燃料馏分的方法。本发明用于生产燃烧性能和冷流动性能优良的可再生柴油和航空燃料，同时实现副产物的高效利用和氢气消耗的系统内补充，形成技术经济性能优越的整体工艺路线。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案包括以下步骤：

a）首先对动植物油脂采用转化-络合-吸附工艺进行精炼处理，除去油脂中的磷、硫、氮、金属、不皂化物，得到杂质含量较低的精炼油脂；

b）对精炼油脂进行催化加氢和脱氧处理，得到饱和直链烷烃和丙烷；