[发明专利]一种生物航空煤油的制备方法

说明书

本发明涉及一种生物航空煤油的制备方法，其以生物质油加氢脱氧后的生物质脱氧油为原料，包括以下步骤：原料与溶剂混合，在催化剂的作用下，与氢气发生加氢裂化异构化反应，所得产物经过气液分离得到气体产物和液体产物，将所述液体产物蒸馏，其中130～300℃的馏分即为生物航空煤油，所述生物航空煤油的凝固点等于或低于‑40℃；其中，所述催化剂为负载型金属催化剂，其载体选自硅铝分子筛、硅磷酸铝分子筛和杂原子分子筛中的至少一种，其金属为贵金属，所述氢气和所述原料的摩尔比为300:1至1500:1。本发明所涉及的过程可以使可再生的生物质油高效转化成航空煤油或柴油，替代了不可再生的化石能源。

技术领域

本发明涉及生物航空煤油的制备方法，尤其涉及一种以生物质脱氧油为 原料生产生物航空煤油的制备方法。

背景技术

近年来，随着社会、经济的快速发展，石油化石能源的消耗量在不断地 增加，我国的原油净进口量也逐年快速增长。随着航空工业的发展，对航空 煤油的需求量在不断增加，全球航空业每年消耗15～17亿桶航空煤油，如 今航空业中CO₂的排放量约为820t/a，约占全球CO₂排放总量的2.5％。随 着世界上各国贸易量的不断增加，每年需要更多的飞行营运，导致CO₂排放 量也在不断上升。随着哥本哈根气候变化大会的召开以及欧盟航空排放交易 体系(EU ETS)监测计划的正式实施，国际航空业已经制定了具有挑战性的 计划，承诺从2020年起到2050年航空业中CO₂的排放量相对于2005年将 减少50％。2014年11月，中国和美国在《中美气候变化联合声明》中宣布 了各自对应气候变化的行动目标，我国承诺到2030年前后使CO₂的排放量 达到峰值，并计划到2030年使用非化石能源的比重提高到20％左右。因 此，亟需寻求可再生的新型能源来替代传统的化石能源。

生物质是我们最常见也是最易得的原料，也是自然界中唯一含碳的可再 生能源，而且在其被消耗生成CO₂后能通过光合作用吸收再次转换成新的生 物质能源。从生物圈里的碳循环的角度来说，通过生物质生产生物航空煤 油、柴油等生物质液体燃料对解决化石能源危机、维护国家能源安全和实现 可持续发展、保护生态环境有着重要的意义。

生物质丁醇法是通过微生物发酵将含纤维素生物质转化成丁醇，将丁醇 脱水生成丁烯，再将丁烯聚合生产长链烷烃燃料。该工艺可以很好地利用玉 米芯或秸秆等农林废弃物作为原料生产烃类燃料，但是工业路线较长，生产 成本较高。

生物质气化费托合成油是在过渡金属催化剂上将合成气(CO和H₂,可由 生物质汽化得到)经过费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)生成碳链分布 较广泛的烃类。但是通过费托合成得到产物主要是正构烷烃，含量高达 90％以上，导致其中间馏分(C9～C16)冰点比较高，在低温下流动性能 差。因此经过费托合成得到的液态烃还不能直接用作生物航空煤油。

上述生物质气化费托合成法中原料包括动植物油脂、农作物秸秆以及高 纤维素含量的木屑等，是获取清洁燃料油的有效途径。德国伍德公司利用生 物质气化来生产富氢气合成气，通过费托合成反应来生产生物航空煤油。但 是生物质气化和费托合成相结合仍然存在技术上的障碍，在费托合成前生物 质气化后气体的净化是最大的问题。而且费托合成油需要经过加氢异构转化 为异构烷烃才能作为航空煤油使用。

并且，生物质气化费托合成法需要先将生物油脂气化后再费托合成长链 烷烃，再加氢裂化异构化制航空煤油。其过程繁琐、工艺复杂、存在技术障 碍。因此可以将生物油脂直接加氢脱氧转化成长链烷烃，再经过加氢裂化异 构化来获取高稳定性和低凝点的生物航空煤油。

脂肪酸甘油酯、脂肪酸脂和脂肪酸等生物质油直接经过加氢脱氧可以转 化为C12～C24之间(主要为C16和C18)的直链烃类化合物，即为生物质 脱氧油。加氢脱氧后的直链烃经过加氢裂化异构化后生成的烷烃中C9～C16 之间的烷烃异构化程度较高，可以作为生物航空煤油或柴油使用。