[发明专利]一种采用液态催化工艺生产生物航煤的方法

说明书

本发明涉及一种液体催化剂催化生物质原料生产生物航煤的方法。生物质原料与液体催化剂混合均匀经过加氢反应器、尾渣自分离系统、加氢裂化反应器、分离系统，得到优质的生物航煤和生物质轻溶剂油。本发明以可再生生物质为原料，成功生产出符合标准的生物航煤，利用液态催化剂成功解决了催化剂分散不均匀、金属沉积及积碳等导致催化剂中毒的问题，实现装置连续性大规模、长周期的运行。

技术领域

本发明涉及生物航煤的制备领域，具体涉及一种液态催化工艺生产生物航煤的方法。

背景技术

随着世界社会经济的不断进步，航空运输业变得愈加重要，使航空煤油的使用量逐年增加，2019年中国航空煤油消耗量为3684万吨，同比增幅为6.4％。传统的航空煤油是以石化能源为原料制备，主要是通过对石油进行精馏，截取其中C9-C16链长的烃类组分得到。而作为制备航空煤油原料的化石能源是一种不可再生的能源，BP石油公司2017年6月发布的能源统计报告称2016年底全球石油探明储量为2707亿吨，同比增长0.9％，储采比仅为50.6年，如果无法探明新的石油，全球石油仅够开采50.6年，因此急需寻找一种可代替化石能源的新的可再生能源来作为制备航空煤油的原料。生物航煤是以生物质能源作为原料来制备得到的航空煤油，不仅能解决石化能源的不可再生性，同时能减少温室气体的排放。

目前我国生物航煤制备的专利很多，CN 103756794A、CN 102464998A所公开的，目前新兴非硫催化剂包括金属Pd、Pt、Ni、Ni、Mo等用于氢气条件下的油脂的加氢脱氧。CN104371758A以原位产氢的方案，利用金属催化剂一步法获得生物航煤方案。CN 110846069A公开了分子筛的组合催化剂进行催化反应获得航空煤油产品。CN 105921168A公示合成的NiFe/CNTSAPO-11直接可以作为加氢植物油的生物航空煤油催化剂使用。CN 106268937A公示了一种催化剂以改性的SBA-15为载体，以Nix-Mo、Nix-Co中的一种作为活性组分，以聚乙二醇200作为分散剂，制备符合使用条件的生物航空煤油。

虽然上述方案基本能实现航空燃料的制备但是遇到的问题集中表现在，由于多相催化剂存在分散性差，催化效率低，胶质组分含量相对较高容易导致催化剂结焦和难以工业化，另外加氢脱氧形成的水容易对催化剂活性产生影响，因此迫切需要寻求一种新的催化剂。

发明内容

鉴于目前生物航煤制备存在的问题，本发明提供了一种液态催化剂和生物航煤生产的方法，采用本发明所述的液态催化剂进行生物航煤生产，可以获得较好的分散性，并且催化效率高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是使用包含ⅤB、ⅥB和Ⅷ族元素组分的呈现液态的人工合成催化剂对生物质原料进行加氢裂解。具体步骤如下：

一种用于生产生物航煤的加氢方法，包括以下步骤：(1)生物质原料与液态催化剂按比例混合后进入连续式加氢反应器进行液态催化加氢反应得到加氢反应物；(2)加氢反应物进入分离系统分离出生物质加氢残渣和液态催化加氢产物；(3)加氢尾渣自分离系统出装置，脱渣液相产物进入生物航煤加氢裂化反应器在加氢裂化条件下转化为加氢裂化产物；(4)前述加氢裂化产物进入产品分离系统得到生物航煤和生物质轻溶剂油。

所述的液态催化剂的比例在0.01～1％，所述的液态催化剂是一种含第V副族、第VI副族和第VIII族元素组分的呈现液态的人工合成催化剂。

所述的液态催化剂含有的第V副族元素有钒、铌、钽中的一种或多种，第VI副族元素有铬、钼、钨的一种或多种，第VIII族元素有铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂的一种或多种

所述的加氢反应条件是在反应压力为2—20MPa、反应温度200—300℃临氢气氛下的加氢反应过程

所述的加氢裂化条件是在加氢裂化催化剂存在下，在2—20MPa、反应温度300—400℃临氢气氛下的加氢轻质化反应过程。