[发明专利]油品、航空生物燃料组分及利用千年桐籽制备航空生物燃料组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空生物燃料领域，特别涉及一种油品、航空生物燃料组分及利用千年桐籽制备航空生物燃料组分的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，燃料价格持续上涨，运输成本不断攀升、运营压力逐渐增大，即使作为世界上第一大的航空运输国美国，其很多家的航空公司都因燃料成本上升等因素而亏损甚至破产。而对于中国及拉丁美洲最大的巴西国内航空公司而言，燃料费用更是占到了其运营成本的40％左右，可见，航空燃料价格不断上扬严重蚕食着各国航空公司的利润空间，迫使全球航空业必须想方设法寻求新的可替代能源。

欧盟制定并倡议对所有进出其盟国航班征收航空碳排放税，使得全球航空公司面临的强制性碳排放压力剧增，目前，即使有一些国家极力反对，但从长远角度考虑，除了使用新技术，提高运营效率和改善基础设施之外，仍需要开发新的航空生物燃料。

从第一代生物柴油的出现至今已有近30年的历史，各国学者在生物燃料领域的研发已取得了一些进展，但多数是以制备生物柴油为目标产物的，少数研究者把精力集中到了生物航煤的开发上，但他们所使用的原料难以批量、稳定获得，而且没有提出一套完整的方法以果实为原料经过简单工艺加工处理来制备得到高品质航空生物燃料。中国专利申请CN102041108A介绍的是制备甲酯化型生物柴油，即利用甲醇等低碳醇为原料之一，在无机酸或无机碱催化作用下进行甲酯化。虽然其也可以用作发动机燃料，但其化学组成、性质等与传统燃料明显不同，使用过程中存在着一些缺点和问题，如分子中含有酯基，其氧含量较高，热稳定性较差，燃烧热值也较低，而且会腐蚀引擎等，甲酯化过程由于选择了无机酸或无机碱作为催化剂，生产过程中必然会产生大量废液，而且酯交换反应过程还会产生难以处理的甘油，可见这种方法制备的油品品质较低、成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上提出的不足之处，提供了一种油品、航空生物燃料组分及利用千年桐籽制备航空生物燃料组分的方法。以价廉、易得、非粮类型的千年桐籽为原料，经脱壳、压榨、脱杂、催化加氢、分离等简单工艺处理，制备得到高品质航空生物燃料组分的方法。

本发明所选取的原料千年桐籽价廉易得，生长于山坡荒地等非耕地区域，果仁含油率高达60～70wt％，而且其压榨油不可食用。采用这种原料不仅能够实现其经济价值，而且千年桐籽经脱壳、压榨、挤压过滤、脱杂、催化加氢及分离等简易步骤即可制得高品质、可再生类的航空生物燃料组分。采用本发明的原料制得的航空生物燃料组分在组成、性质方面与化石航煤相似，使用过程中不会腐蚀现有引擎，可以作为传统航煤的调和组分或单独的燃料使用，其燃烧排放的温室气体可以被植物循环利用，而且制备工艺流程简单、完整，在整个制备过程中不会产生废酸或废碱液，符合各个国家的节能减排规划，且生产成本较低，因而具备很好的应用前景。

本发明所提供的利用千年桐籽制备航空生物燃料组分的方法是，如图1所示，利用脱壳机将千年桐籽外壳剥净得到果仁，使壳渣中果仁含量小于等于1wt％，果仁中壳渣含量小于等于1wt％，产生的壳渣可以用来制备碳酸钾、糠醛及活性炭等化工原料。将果仁加入到榨油机中榨成毛油，毛油经过挤压过滤得到粗千年桐籽油，滤掉的仁渣可以进一步加工成植物性干酪素、人造石油、电木塑料的填充剂、动物饲料、食品添加剂及肥料等。粗千年桐籽油经脱金属、脱酸、脱胶、脱色、脱氯等杂质后即得到精制油，其主要化学成分是甘油三羧酸酯，还含有少量杂质等，构成甘油三羧酸酯的脂肪羧酸有：2～5wt％棕榈酸，1～3wt％十八酸，6～15wt％油酸，10～20wt％亚油酸，60～85wt％桐酸，0.1～2wt％二十酸，0.2～3wt％二十烯酸，0.2～2wt％二十以上酸等。少量杂质包括，总金属小于等于10μg/g，游离脂肪羧酸小于等于20wt％，磷小于等于3μg/g，氮小于等于30μg/g，氯小于等于0.5μg/g，不皂化物小于等于1wt％等。精制油经催化加氢、分离后即可得到航空生物燃料组分，其主要是碳九至碳十六混合烷烃，这与普通化石航煤组成十分相似，但其可再生、稳定性好、燃烧热值较高且不腐蚀引擎等，催化加氢过程副产物碳八以下烷烃可以用作水蒸气重整制氢原料、裂解制丙烯、乙烯等低碳烯烃或分离其中LPG等，催化加氢过程副产碳十七至碳二十二混合烷烃可以作为较好的生物柴油组分。