[发明专利]一种生物基芳烃的制备方法

说明书

本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种生物基芳烃的制备方法，该方法为甲醇和生物基材料混合进料，与催化剂接触反应，在甲醇制芳烃的同时，生物基材料经裂解、芳构化反应制备芳烃，所述生物基材料为动物或植物油脂。本发明中生物基材料转化率为95‑99.99％，同时大大提高了甲醇转化率，为95‑99.99％，用水量也大为减少，芳烃收率达40‑70％，且催化剂无需负载金属，成本降低，反应操作简便，副产的低碳烯烃为乙烯，丙烯和丁烯，也具有很好的经济效益。本发明加入生物质原料，为芳烃的生产开辟一条新的道路，减少对石油原料的依赖，也为我国的生物质资源的合理利用开辟了一条新的出路。

技术领域

本发明属于生物质化工技术领域，特别涉及一种生物基芳烃的制备方法。

背景技术

芳烃中的“三苯”，苯、甲苯和二甲苯是重要的基本化工的原料，在社会发展中有着不可替代的作用。如今生产芳烃的传统方法主要是依赖于石油产品的催化重整、裂解汽油加氢抽提等石化工艺。而我国的国情现状是“富煤、缺油、少气”，石油资源短缺的现状严重影响了芳烃的生产。随着石油资源的日益减少，通过石油化工制取芳烃的路线将面临挑战。

国内煤制汽油的热潮带动下导致的甲醇过剩，增加甲醇的新应用领域、提高现有甲醇下游产品的生产技术水平，对甲醇工业的发展十分重要。甲醇制芳烃技术最早出现在Mobil公司开发的MTG技术中，20世纪70年代Mobil公司开发出的ZSM-5分子筛催化剂，用此催化剂可以有效的将甲醇转化为高辛烷值汽油，其中芳烃含量大于35％；随后在专利USP4590321中公开了甲醇制芳烃的实验结果，该专利采用P改性的ZSM-5沸石分子筛为催化剂，实验结果显示P改性的ZSM-5分子筛催化剂在高级烃、芳烃的选择性上比未改性的ZSM-5分子筛好很多，但是芳烃含量不高。

目前国内很多科研机构及高校都在重点开发MTA的催化剂及其工艺技术，但是目前这些工艺技术的原料仅限于化石原料，采用生物质作为原料的研究并不多。如专利CN104549446A中采用的是生物质废弃物来制取芳烃的方法，其中将催化剂用Ga(NO₃)₃改性，选择适宜的硅铝比和负载金属的ZSM-5分子筛催化剂，但是芳烃转化率只有18％；专利CN102199069A中采用的是甲醇和直馏汽油作为反应原料来制取芳烃，专利CN102199446A中采用甲醇和费托合成油做反应原料制芳烃，两个专利虽然采用了其他的原料联产制取芳烃，并且转化率和芳烃收率很高，但催化剂需要金属改性。

另外，生物化工技术的发展，促进了生物基材料取代化石原料，如生物柴油，是以废弃的动植物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。而生物柴油，以及其他生物基原料作为化石原料替代品的更广泛的应用仍有待进一步研究。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种生物基芳烃的制备方法。

一种生物基芳烃的制备方法，是甲醇和生物基材料混合进料，在甲醇制芳烃的同时，生物基材料经裂解、芳构化反应制备芳烃。

优选地，所述生物基材料为动物油脂或植物油脂。

进一步优选地，所述生物基材料为脂肪酸甲酯。

优选地，所采用的催化剂为具有MFI结构的硅铝沸石分子筛和/或具有MEI结构的硅铝沸石分子筛。

进一步优选地，所采用的催化剂为ZSM-5和/或ZSM-5沸石分子筛。

反应温度为300-600℃，压力为0.1-2MPa；优选地，反应温度为350-500℃，压力为0.1-1MPa。

进料质量空速为0.1-20h^-1，甲醇和生物基材料的进料质量比为(0.1-10):1；优选地，进料质量空速为1-10h^-1，甲醇和生物基材料的进料质量比为(1-5):1。