[发明专利]一种加氢催化麻疯树油制备航空生物燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空燃料制备技术领域，尤其涉及一种加氢催化麻疯树油制备航空生物燃料的方法。

背景技术

目前化石燃料是人类活动中使用的主要能源，这些化石燃料中石油、煤炭、天然气等是达到86.8％的比例，以目前全世界对这些能源的消耗速度计算，石油仅能维持50年左右，因此，寻找石油的替代品成为人们关注的焦点。

生物质资源是目前已知的唯一可持续使用的有机碳源，而由生物质制备的烷烃燃料也是现在仅有的可持续的液体燃料来源。基于这些原因，对生物质的利用正日益受到人们的关注。到目前，生物能源的发展经历了两个阶段：第一代生物燃料技术，即通过淀粉质可食性糖发酵生产燃料乙醇以及由植物油如菜籽油、大豆油经过酯交换反应生产的生物柴油。第一代生物燃料的主要争议之处在于采用可食用植物为原料，存在与粮争地、与人争粮的困扰，因而其合理性在一定程度上受到质疑。第二代生物燃料技术是利用非可食性原料如小桐子油、废弃油脂、微藻油、城市垃圾、木质纤维素等经过一系列化学反应生产绿色燃料的过程。与第一代生物燃料技术相比，第二代生物燃料技术具有原料来源广泛，产品类型为不含氧的高热值烃类，可以直接或调和化石基产品作为运输燃料；稳定性高，对发动机无不利影响。

航空生物燃料是第二代生物燃料技术的重点产品，是以生物质为原料，制备的与石油基航空煤油组成和结构相似，性能接近，不需更换发动机和燃油系统，就可满足航空器动力性能和安全要求的燃料。

目前由油脂催化加氢已经取得了不错的进展，但是该技术的大规模推广仍然受到不少因素的制约。第一，目前已有的航空生物燃料生产装置基本都以菜籽油等食用油为原料，具有“与人争粮”的问题；第二，目前由油脂加氢脱氧制备航空生物燃料存在催化剂成本高、反应效率低、反应效果差等问题导致该技术的经济性有待提高，限制了产品的整体成本。因此，不断开发更高效、低成本的技术用于油脂如麻疯树油以制备航空生物燃料非常重要。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种加氢催化麻疯树油制备航空生物燃料的方法，所得航空生物燃料品质好，不含硫和芳烃，清洁环保；本发明的催化剂反应效率高、反应效果好、副产物少，具有良好的经济价值和社会效益。

本发明提出的一种加氢催化麻疯树油制备航空生物燃料的方法，包括如下步骤：

S1、将麻疯树油、催化剂A和反应溶剂混合后，充入氢气进行加氢脱氧反应得到第一物料；

S2、将第一物料离心后，减压蒸馏得到液相产物C；

S3、将液相产物C、催化剂B和反应溶剂混合后，充入氢气进行加氢裂化反应得到第二物料；

S4、将第二物料离心后，减压蒸馏得到液相产物D；

S5、将液相产物D进行常压蒸馏得到航空生物燃料，常压蒸馏的温度为124-268℃。

S1中，无需对麻疯树油、氢气、催化剂A和反应溶剂之间的比例进行限定。麻疯树油和氢气进行加氢脱氧反应，反应根据反应方程式由左向右进行，当某一原料过量时可促使其他原料反应完全，故无需限定比例；而催化剂A仅起到提高反应速率的作用，也无需进行限定；反应溶剂起到溶剂的作用，不参与反应进行，也无需进行限定。

S3中，无需对液相产物C、氢气、催化剂B和反应溶剂之间的比例进行限定。液相产物C和氢气进行加氢裂化反应，反应根据反应方程式由左向右进行，当某一原料过量时可促使其他原料反应完全，故无需限定比例；而催化剂B仅起到提高反应速率的作用，也无需进行限定；反应溶剂起到溶剂的作用，不参与反应进行，也无需进行限定。

优选地，所述反应溶剂为正己烷。

优选地，S1中，催化剂A为Ru/TiO₂或者Ru/La(OH)₃。

优选地，催化剂A中的Ru含量为0.7-1.3wt％，例如0.8wt％、0.9wt％、1.1wt％、1.2wt％，优选为1wt％。

优选地，催化剂A采用沉淀法制备得到。

优选地，S1中，充入氢气至压力为3.8-4.2MPa，例如3.85MPa、3.9MPa、3.95MPa、4.05MPa、4.1MPa、4.15MPa，优选为4MPa。

优选地，S1中，加氢脱氧反应具体操作为：升温至200±3℃，然后进行保温。

优选地，加氢脱氧反应过程中，保温时间为7.5-8.5h，例如7.6h、7.7h、7.8h、7.9h、8.1h、8.2h、8.3h、8.4h，优选为8h。