一种脂肪醇生产航空燃料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种航空燃料的生产方法，具体地，涉及一种使用脂肪醇为原料生产 生物航空燃料的方法，属于航空燃料技术领域。
【背景技术】
[0002] 生物航空燃料是可再生生物质资源，与石油基航空燃料相比分子结构相似，同时， 具有硫含量低、闪电高、凝点低等优点。因此，生物航空燃料制备技术受到科研和工业的关 注。目前已经开发的生物航煤制备路线，包括：天然油脂加氢脱氧一加氢裂化/异构化法， 生物质气化一费托合成一加氢提质法等，且都已经有工业示范报道。
[0003] 脂肪醇为具有8~22个碳原子链的脂肪族的醇类，脂肪醇最早由动植物油脂为原 料经高压加氢而得到，主要用于制备高性能表面活性剂，用途包括个人护理、洗护清洁、乳 液聚合、农业用途、油田用途和发泡剂等。但是由于优质脂肪醇的价格较高，由脂肪醇制备 燃料的报道较少。
[0004] 近年，随着生物化工和生物燃料的兴起，生物柴油脱臭、脂肪酸工业、ABE发酵工业 等领域在生产目标产物的时候也副产脂肪酸甲脂、脂肪酮、脂肪酸等，这些副产物经加氢后 也可制备脂肪醇。这类脂肪醇成分复杂，不能直接用于制备高性能表面活性剂，但是，这些 廉价原料可以作为制备航空燃料的原料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有技术的不足，将不同方式得来的脂肪醇在催化脱水的条 件下转化为正构烯烃，得到的正构烯烃在加氢异构化的条件下转化为异构烷烃。
[0006] -种脂肪醇生产航空燃料的方法，其中，该方法包括：
[0007] (1)在催化脱水条件下，将脂肪醇转化为正构烯烃；
[0008] (2)在催化、加氢异构化条件下，使用步骤（1)得到的正构烯烃制备C8~C16异构 烷烃，从而得到航空燃料。
[0009] 所述脂肪醇为生物质各类转化过程中形成的中长链脂肪醇；所述脂肪醇也可以为 生物质各类转化过程中形成的中长链脂肪酸、脂肪酮、脂肪酸脂等的进一步加工产物中长 链脂肪醇，所述中长链脂肪酸、脂肪酮、脂肪酸脂包括动植物油脂、生物柴油脱臭馏出物、月旨 肪酸工业副产品以及ABE发酵产物衍生物等，优选中长链脂肪醇的碳链长度在8~16之 间。
[0010] 上述优选正构烯烃、异构烷烃与所用脂肪醇的碳数一致。
[0011] 本发明提供的使用脂肪醇为原料生产生物燃料的方法能产生的有益效果包括：
[0012] 通过本发明技术方案使用脂肪醇生产生物航空燃料。与现有技术相比，本发明提 供的方法具有产品收率高、品质好、工艺环保清洁、经济性好等优点。同时，可以与传统的石 油基航空燃料可以以任意比例混合，是一种优良的调和组分。
[0013]
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
[0015] -种脂肪醇生产航空燃料的方法，其中，该方法包括：
[0016] (1)在催化脱水条件下，将脂肪醇转化为C8~C16正构烯烃；
[0017] (2)在加氢异构化条件下，使用步骤（1)得到的正构烯烃制备对应的C8~C16异 构烷烃。
[0018] 本发明提供的方法中，步骤（1)中催化脱水的压力范围在0· 1~10.0 MPa，优选 0. 1~4. OMPa，温度在200~380°C，优选250~350 °C，体积空速在0. 1~10.0 h \优选 0. 2~4. Oh ^催化剂为具有弱B酸的催化剂，选自金属氧化物、介孔二氧化硅、氧化铝沸石 以及其他具有弱B酸性的催化材料等。
[0019] 本发明提供的方法中，步骤（2)中加氢异构化的压力在0. 5~8. OMPa，优选3. 0~ 6. OMPa，温度在200~420 °C，优选250~390 °C，体积空速在0.01~5. Oh \优选0. 1~ 2. Oh \氢气和正构稀经的体积比在100~1000 :lNm3/m3,优选200~600 :lNm3/m3。加氢异 构化的催化剂的活性组分为VID族金属中的一种或多种，优选Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pb、Pt、0s、 Ir、Pt中的一种或多种，更优选为Pt，载体为沸石分子筛、介孔硅铝酸盐、混合金属氧化物 中的一种或多种。优选的，催化剂活性组分与载体的质量比在〇. 001~〇. 2 :1之间。
[0020] 本发明提供的方法中，脂肪醇为生物质各类转化过程中形成的中长链脂肪醇，月旨 肪醇的碳链长度在8~16之间；所述脂肪醇也可以为生物质各类转化过程中形成的中长链 脂肪酸、脂肪酮、脂肪酸脂等的进一步加氢产物脂肪醇，所述中长链脂肪酸、脂肪酮、脂肪酸 脂包括动植物油脂、生物柴油脱臭馏出物、脂肪酸工业副产品以及ABE发酵产物衍生物等。
[0021] 以下通过实施例对本发明进行详细描述。
[0022] 实施例1
[0023] 使用正癸醇（n-C1QH210H)作为加工原料。
[0024] (1)、使用Al-MCF作为步骤（1)催化脱水催化剂，催化剂装填量为500g。反应压力 为0.1 MPa，反应温度350°C，体积空速Ih 1C
[0025] 将产物中的水分离，油品作为步骤（2)加氢异构化的原料。
[0026] (2)、使用Pt/ZSM-22作为步骤（2)的加氢异构化催化剂，催化剂装填量为500g， Pt与ZSM-22的质量比为0. 005 :1。反应压力为4. OMPa，反应温度为300°C，氢气和正构烯 烃的体积比在200 :lNm3/m3,体积空速为0.1 h 1D
[0027] 收集产品，称量并分析产品性质，结果如表1所示。
[0028] 实施例2
[0029] 使用正癸醇（n-C1QH210H)作为加工原料。
[0030] (1)、使用ZSM-5作为步骤（1)催化脱水催化剂，催化剂装填量为500g。反应压力 为0.1 MPa，反应温度250°C，体积空速Ih 1C
[0031] 将产物中的水分离，油品作为步骤（2)加氢异构化的原料。
[0032] (2)、使用Pt/ZSM-22作为步骤（2)的加氢异构化催化剂，催化剂装填量为500g， Pt与ZSM-22的质量比为0. 005 :1。反应压力为4. OMPa，反应温度为300°C，氢气和正构烯 烃的体积比在200 :lNm3/m3,体积空速为0.1 h 1D
[0033] 实施例1和2的反应式包括如下：
[0035] 实施例3
[0036] 使用C8~C16的混合脂肪醇作为原料。
[0037] 催化脱水和加氢异构化条件实施例1相同。
[0038] 所得产品的性质见表1。
[0039] 表 1
[0041] *以正癸醇投料量为基准；**异构化率=异构烷烃质量/烷烃质量*100%。
[0042] 由表1的结果可以看出，采用本发明的方法以正癸醇为原料制得的喷气燃料除密 度外都能满足3号喷气燃料的要求，能够作为3号喷气燃料的优质调和组分。采用本发明 的方法以C8~C16的混合脂肪醇作为原料制得的喷气燃料满足3号喷气燃料的要求，能够 直接作为3号喷气燃料或作为优质调和组分。
【主权项】
1. 一种脂肪醇生产航空燃料的方法，其中，该方法包括： (1) 在催化脱水条件下，将脂肪醇转化为正构烯烃； (2) 在催化、加氢异构化条件下，使用步骤（1)得到的正构烯烃制备C8~C16异构烷 烃，从而得到航空燃料； 脂肪醇为中长链脂肪醇，中长链脂肪醇的碳链长度在8~16之间。2. 按照权利要求1的方法，其特征在于，脂肪醇为生物质各类转化过程中形成的中长 链脂肪醇；或为生物质各类转化过程中形成的中长链脂肪酸、脂肪酮、脂肪酸脂的进一步加 工产物中长链脂肪醇，所述中长链脂肪酸、脂肪酮、脂肪酸脂包括动植物油脂、生物柴油脱 臭馏出物、脂肪酸工业副产品以及ABE发酵产物衍生物。3. 按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤（1)中催化脱水的压力范围在0. 1~ 10.OMPa，温度在200~380°C，体积空速在0. 1~10.Oh、4. 按照权利要求3的方法，其特征在于，压力范围0. 1~4.OMPa，温度250~350°C，体 积空速0.2~4.Oh1。5. 按照权利要求1的方法，其特征在于，催化剂为具有弱B酸的催化剂。6. 按照权利要求5的方法，其特征在于，具有弱B酸的催化剂选自金属氧化物、介孔二 氧化硅、氧化铝沸石。7. 按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤（2)中加氢异构化的压力0. 5~8.OMPa， 温度在200~420°C，体积空速在0. 01~5.Oh\氢气和正构烯烃的体积比在100~1000 : lNm3/m3〇8. 按照权利要求7的方法，其特征在于，加氢异构化的压力3. 0~6.OMPa，温度250~ 390°C，体积空速0. 1~2.Oh\氢气和正构烯烃的体积比200~600 :lNm3/m3。9. 按照权利要求1的方法，其特征在于，加氢异构化的催化剂的活性组分为W族金属 中的一种或多种，载体为沸石分子筛、介孔硅铝酸盐、混合金属氧化物中的一种或多种。10. 按照权利要求9的方法，其特征在于，VID族金属选自Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pb、Pt、Os、 Ir、Pt中的一种或多种；催化剂活性组分与载体的质量比在0. 001~0. 2 :1之间。
【专利摘要】一种脂肪醇生产航空燃料的方法，属于航空燃料技术领域。该方法的生产步骤为：(1)在催化脱水条件下，将脂肪醇转化为C8～C16正构烯烃；(2)在加氢异构化条件下，使用步骤(1)得到的正构烯烃制备C8～C16异构烷烃。经本发明提供的方法得到的C8～C16异构烷烃可与传统石油基航空燃料以任意比例混合。本发明提供的方法具有原料可再生、产品收率高、产品品质优良、工艺环保清洁等优点。
【IPC分类】C10G3/00
【公开号】CN105400540
【申请号】CN201510697313
【发明人】谭天伟, 贺明丽, 王萌, 居超
【申请人】北京化工大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月22日