[发明专利]一种以环戊酮为原料合成高密度航空燃料的方法

权利要求书

1.一种以环戊酮为原料合成高密度航空燃料的方法，其特征在于：

1）环戊酮在酸或碱催化剂的促进作用下发生羟醛缩合反应制取碳数为10和15的环状不饱和有机化合物；

2）采用负载型金属催化剂对通过减压蒸馏纯化后的碳数为10和15的环状不饱和有机化合物直接加氢脱氧或加氢，从而获得碳数为10和15的具有高密度和体积热值的多环烃类液体燃料。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

在步骤1）中所述酸催化剂为矿物酸、有机酸和固体酸中的一种或两种以上的混合物；

在步骤1）中所述碱催化剂为矿物碱、有机碱或固体碱中的一种或两种以上的混合物。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

在步骤1）中所述矿物酸为H₂SO₄、HCl、H₃PO₄中的一种或两种以上；固体酸为酸性树脂、酸性分子筛、酸性的金属氧化物、蒙脱土K-10或KSF中的一种或两种以上；

在步骤1）中所述碱催化剂为碱金属、碱土金属的氢氧化物或氧化物如：NaOH、LiOH、MgO、CaO、SrO、BaO等中的一种或两种以上、稀土氧化物（La₂O₃、CeO₂等中的一种或两种以上）、碱土和稀土混合氧化物、镁铝水滑石、锂铝水滑石、KF/Al₂O₃、MgO-ZrO₂、有机胺、季铵盐、碱性分子筛、碱性离子交换树脂等中的一种或两种以上的混合物。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

在步骤1）中所述酸催化剂优选为硫酸、Nafion树脂、Amberlyst树脂、蒙脱土中的一种或两种以上的混合物；

在步骤1）中所述碱催化剂优选为CaO、CeO₂、镁铝水滑石、锂铝水滑石中的一种或两种以上的混合物。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

在步骤1）中，采用间歇式釜式反应器；催化剂占反应底物的质量分数为1%-30%；反应温度在50-200℃，反应时间为1-24h；

反应可在液态无溶剂条件下进行；

反应结束后，未反应的原料可通过蒸馏或精馏从反应体系中移除并循环使用。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

在步骤2）中，采用负载型金属A/X催化剂对羟醛缩合获得的具有多环结构碳数为10和15的环状不饱和有机化合物直接加氢脱氧或加氢；

活性组分A为Pt、Pd、Ru、Ir、Ni、Cu中的一种或两种以上，载体X为氧化硅、硅铝复合载体、分子筛、活性炭、碳化钨、磷酸锆、金属氧化物中的一种或两种以上的混合物；活性组分A的质量分数1-30%。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：

负载型金属催化剂采用浸渍或沉积沉淀方法制备；

浸渍法过程如下：首先将A的可溶性盐溶液按计量比加入至预先成型的载体X中等体积浸渍，静置6h以上后干燥，再于300-700℃焙烧2-5h，制得焙烧过的催化剂；

沉积沉淀法过程如下：首先将A的可溶性盐溶液按计量比加入至预先成型的载体X的悬浊液中，在不断搅拌下加入相应的沉淀剂（氨水、尿素、氢氧化钠、或氢氧化钾中一种或二种以上），并老化2h以上，过滤干燥，再于300-700℃焙烧2-5h，制得焙烧过的催化剂；

焙烧后的催化剂在管式炉中于300-600℃下用氢气还原3-5h，待温度降低至室温后通入含体积浓度1%O₂的氮气钝化4h以上。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

在步骤2）中对羟醛缩合产物可实现温和条件下加氢脱氧催化反应，采用固定床反应器，反应体系中不添加溶剂；固定床反应器的条件为：温度在150-400℃间，反应压力在0.1-10.0MPa之间，反应物/催化剂质量空速在0.1-10.0h^-1，H₂与底物的摩尔比为20-1500。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

碳数为10和15的环状不饱和有机化合物具体为产物A和产物B

碳数为10和15的多环饱和烃类具体为产物C和产物D；