[发明专利]一种糖平台化合物制备航空燃料用的长链烷烃的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及长链烷烃的制备方法，具体涉及一种糖平台化合物制备航空燃料用的长链烷烃的方法。

背景技术：

生物航空燃料源于可再生的生物质资源，同传统航空燃料相比，生物航空燃料在分子结构上与传统石油基喷气燃料相似(主要成分是C₈-C₁₆的长链烷烃)，具有硫含量低、闪点高、燃烧后排放量低等特点，且不需要更换当前使用的发动机和燃油系统。相对于其它化石能源，生物航空燃料的CO₂排放在生命周期内呈中性。因此生物航空燃料制备技术的发展越来越受到受到青睐，是实现航空业减排、绿色可持续循环发展目标的重要途径。

目前已经开发了几种生物航空燃料生产技术路线，主要包括：天然植物油脂加氢脱氧-加氢裂化/异构技术路线(加氢法)；生物质液化(气化-费托合成)-加氢提质技术路线；生物质热裂解(TDP)和催化裂解(CDP)技术路线；生物异丁醇转化为航空燃料技术路线等。其中，植物油脂加氢法和生物质气化-费托合成法的生物航空燃料制备技术发展迅速，国际上有多家石油公司已经或正在计划建立生物航空燃料的生产装置。

近年来，一种用于生产长链烷烃的生物质(糖平台)液化技术正在兴起(Science 308,1446(2005))。传统的生物质液化(气化-费托合成)技术指的是，生物质经气化后产生合成气(CO和H₂)，然后合成气在催化剂作用下经费托合成反应生成不同碳链长度的烃类化合物，这些烃类化合物通过加氢异构/裂解提质技术可以获得C₈-C₁₆的烷烃。生物质(糖平台)液化技术指的是，从生物质直接获取的纤维素和淀粉经水解获取五碳糖和六碳糖平台化合物，如木糖、葡萄糖，然后以五碳糖和六碳糖为基础，通过一系列的催化反应工艺最后获得C₈-C₁₆的正/异构烷烃。该新技术组合了传统的水解工艺、脱水反应、催化缩合和加氢脱氧/异构等石油炼制中的常规加工技术。木质纤维素或淀粉经酸水解得到糖类化合物，糖类化合物在酸催化剂进行脱水反应可以获得含不同羰基官能团的C₅、C₆中间体，这些中间体通过与外加的丙酮在碱催化剂作用下发生缩合反应实现碳链增长，获得C₁₀-C₁₈的含氧化合物。最后通过加氢脱羰、加氢脱氧/异构反应可以获得C₈-C₁₆正/异构烷烃。

中国专利(CN103450940A、CN104119943A、CN103805224A)公开了采用呋喃基化合物通过烷基化反应或羟醛缩合反应获得了一系列长碳链含氧化合物，最后通过对这些有机含氧化合物加氢脱氧获得长链烃化合物，其中涉及到醛基化合物(如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等)与呋喃类平台化合物(如呋喃、甲基呋喃、羟甲基呋喃等)酸催化的烷基化反应制取长碳链含氧化合物，以及木质纤维基糠醛类化合物(糠醛、甲基糠醛、羟甲基糠醛)和支链酮(甲基异丁基酮、异丙叉丙酮等)通过碱催化的羟醛缩合反应合成长碳链含氧化合物。这些长碳链含氧化合物最后通过加氢脱氧反应制得一系列具有航空煤油碳链长范围的长链烃化合物。其中，Pd、Pt、Ru、Ir、Ni基加氢脱氧催化剂具有良好的效果，烷烃产率达90％以上。此外，本课题组(中国专利CN102389829A和CN102344424A)公开了一种糠醛和丙酮经羟醛缩合制备航空燃料中间体的方法。所述的催化剂以轻质MgO和NaY为共同组成成份，100℃下反应4小时，糠醛转化率最高为96.5％，缩合产物的总得率为90.8％。这种方法涉及到丙酮化合物的加入，而丙酮化合物通常很难从糖化合物获得，导致航空燃料中的C组分不能全部来自于生物质原料。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种糖平台化合物制备航空燃料用的长链烷烃的方法，使获得的航空燃料用的长链烷烃中的碳组分全部来自糖平台化合物。