[发明专利]一种纤维素类生物质原料水相催化转化选择性制备C5-C6液态烷烃的方法

说明书

本发明公开了一种纤维素类生物质原料水相催化转化选择性制备C5‑C6液态烷烃的方法。一种纤维素类生物质原料水相催化转化选择性制备C5‑C6液态烷烃的方法，以铱基双金属催化剂复合分子筛催化剂作为催化剂，将生物质原料或纤维素加入水或含水溶剂中催化转化为C5‑C6液态烷烃。本发明以生物质原料为底物，避免了使用化石基产品，不仅有效实现了农林有机固废资源的有效利用，同时也减轻了环境问题，绿色可持续，生物质基原料转化率较高，反应完全，反应所使用的铱基双金属催化剂可循环使用，在该方法下，也可获得较高的C5‑C6液态烷烃产率。

技术领域：

本发明涉及生物质催化转化技术领域，具体涉及一种纤维素类生物质原料水相催化转化选择性制备C5-C6液态烷烃的方法。

背景技术：

随着传统不可再生能源的日益减少以及近年来大气污染、全球变暖等越来越严重的环境问题，寻找一种可再生的清洁能源已经迫在眉睫。生物质资源储量丰富，与风能，潮汐能等新型能源相比，生物质能是唯一一种碳中性可再生能源，其开发和利用不会引起温室效应。木质纤维素类生物质是生物质资源中不可食用的一部分，例如农林废弃物，城市垃圾等。主要由纤维素(40～50％)、半纤维素(20～40％)、木质素(20～30％)三部分组成。最近几年，人们对木质纤维素类生物质转化成运输燃料和高附加值化学品进行了广泛深入的研究。

C5-C6烷烃是现有汽油的重要组成成分，在提高汽油辛烷值和调节蒸汽压等方面不可或缺，而利用生物质基原料制备C5-C6液态燃料近年来也获得了快速发展，但其产率相对来说都比较低，且转化条件苛刻，产物复杂，分离和提纯困难。而和其他液体燃料的制备方法一样，该方法同样具有相应的缺陷。

发明内容：

为了解决生物质基原料制备液态烷烃存在的技术问题，本发明提出一种纤维素类生物质原料水相催化转化选择性制备C5-C6液态烷烃的方法，该方法使用生物质基原料作为反应底物，用硅基双金属催化剂和分子筛为复合催化剂，在非极性有机溶剂和水的双相溶液中一锅法得到液态烷烃，双相体系使产物易于分离，工艺更加简单。

本发明的目的是提供一种纤维素类生物质原料水相催化转化选择性制备C5-C6液态烷烃的方法，以铱基双金属催化剂复合分子筛催化剂作为催化剂，将生物质原料或纤维素加入水或含水溶剂中催化转化为C5-C6液态烷烃。

本发明采用铱基双金属催化剂能够高效地转化生物质基原料得到高的液态烷烃产率。本发明以生物质基原料为底物，避免了使用化石基产品，不仅有效实现了资源的有效利用，同时也减轻了环境问题，绿色可持续。本发明生物质基原料转化率较高，反应完全，反应所使用的铱基双金属催化剂可循环使用，在该方法下，也可获得较高的C5-C6液态烷烃产率。本发明催化剂与产物分离简单，环境友好，对建立可持续的能源体系和保护生态环境具有重要的意义。

优选地，所述的溶剂为非极性液体烷烃和水的混合溶剂，非极性液体烷烃和水的体积比为(1～20)：(1～20)。

优选地，该方法具体包括如下步骤：取铱基双金属催化剂加入水置于反应容器中，将反应容器密封后充入2-6MPa的氢气，进行催化剂还原预处理，预处理结束后，待反应容器冷却至室温，打开反应容器排出氢气，加入非极性液体烷烃，同时将生物质原料或纤维素和分子筛催化剂置于反应容器中，将反应容器密封后充入1-8MPa的氢气，搅拌并将反应容器升温至170℃-280℃，反应时间为1-24h，反应结束后得到所述的C5-C6液态烷烃。

优选地，所述的铱基双金属催化剂由如下步骤制备得到：将硅基材料用铱源和/或钨源浸渍，干燥，煅烧制得铱基双金属催化剂。

进一步优选，所述的铱源为氯化铱或氯铱酸，所述的钨源为仲钨酸铵，铱基双金属催化剂中金属的负载量为4％～15％，钨与铱的原子比为(0～5)：1。

进一步优选，所述的钨与铱的原子比为(0.03～0.5)：1。