以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方法
【专利摘要】本发明公开了一种以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方法，所述的方法包括：1)在高温高压反应釜中加入饱和脂肪酸和非贵金属催化剂；2)加热升温至300～390℃脱羧反应0.5～8h；3)脱羧产物冷却，用有机溶剂溶解，过滤后得到液相产物和固相催化剂；4)非贵金属催化剂经清洗、再生后重复使用。所述的非贵金属催化剂采用共沉淀法或浸渍法制备，通过在氢气中还原煅烧对催化剂进行再生。本发明在反应过程中不需要加入溶剂，能耗低、零排放；使用非贵金属催化剂能有效催化脱羧反应，催化剂成本低、易回收，过程简单、绿色。
【专利说明】以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及长链烷烃的制备方法，尤其是一种在无溶剂非临氢条件下以非贵金属 催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方法。
【背景技术】
[0002] 烷烃，即饱和烃，仅由碳、氢、碳碳单键与碳氢单键所构成，是最简单的一种有机化 合物，分为链烷烃与环烷烃。链烷烃是指碳原子之间以单键结合成链状（直链或含支链） 的烷烃，化学通式为C nH2n+2 (η > 1)。环烷烃是指含有脂环结构的烷烃，单环结构的环烷烃通 式为CnH2nOi > 3)。一般长链烷烃指的是碳链长度大于10的烷烃，长链烷烃是航空燃油的 主要组成成分。
[0003] 航空燃油指专门为飞行器而生产的燃油，包括供点燃式活塞发动机用的航空汽油 和供燃气涡轮发动机用的航空煤油。航空燃油的基本组成为不同的烃类和少量添加剂。在 这些组分中，烃类主要是碳链长度在10-16之间的烷烃、环烷烃，以及一些芳香烃和少量的 烯烃，其中芳香烃的含量在20%以下，烯烃的含量在5%以下。
[0004] 近年来，世界各国均面临温室气体带来的全球变暖危机。在2009年的哥本哈根会 议上，各国代表承诺2012-2020年大幅度CO 2减排，航空业的CO2减排也成为研究的热点。 生物能源为航空CO2减排提供了一条可能的途径，生物质以CO 2为原料生长，经过处理后得 到生物燃油，燃烧后产生的CO2又能供给生物质的生长，因此，使用生物航油能大幅降低航 空业的CO 2排放。
[0005] 目前国内外已经开发出多种生物航空燃料生产工艺路线，主要包括：油脂加氢脱 氧-加氢裂化/异构技术路线；生物质液化（气化-费托合成）-加氢提质技术路线；生物 质热裂解和催化裂解技术路线；生物异丁醇转化为航空燃料技术路线等。其中加氢脱氧法 生产生物航油的技术发展迅速，已小规模工业化。动植物油脂含有大量甘油三酯（甘油三 酯是由甘油及长链脂肪酸形成的酯类化合物），加氢脱氧技术路线是通过加氢脱氧的方式 除去甘油三酯分子中的氧而得到长链烷烃（反应式如下），再经过异构化制备生物航油。
[0006]
【权利要求】
1. 一种以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方法，包括： 1) 在反应釜中加入饱和脂肪酸和非贵金属催化剂，饱和脂肪酸与非贵金属催化剂的 质量比为2:1?20:1，搅拌；所述的非贵金属催化剂的活性组分负载量质量分数为10%? 30% ； 2) 加热升温至300?390°C脱羧反应0. 5?8h ; 3) 脱羧产物冷却，用有机溶剂溶解，过滤后得到液相产物和固相催化剂； 4) 固相催化剂经清洗、再生后重复使用。
2. 根据权利要求1所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：步骤1)中所述的饱和脂肪酸为含有12?22个碳原子的脂肪酸。
3. 根据权利要求2所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：步骤1)中所述的饱和脂肪酸为月桂酸、肉豆蘧酸、棕榈酸、硬脂酸、花生 酸、山嵛酸中的一种。
4. 根据权利要求1所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：步骤1)中所述的非贵金属催化剂的活性组分为Co、Ni、Cu、Mn、Mo或其 中两种金属的组合，催化剂载体为5102、21〇231203、1%0、活性碳、碳纳米管或分子筛中的一 种。
5. 根据权利要求1所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：步骤1)中所述的非贵金属催化剂为Ni/Zr02、Ni/Al203、Ni/MWCNTs、Cu/ A1203 或 Ni/C。
6. 根据权利要求1或4或5所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷 烃的方法，其特征在于：步骤1)中所述的饱和脂肪酸与非贵金属催化剂的质量比为4:1? 10:1，所述的非贵金属催化剂的活性组分负载量质量分数为10%?30% ;。
7. 根据权利要求1所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：步骤2)中所述的脱羧反应温度为330?370°C。
8. 根据权利要求1所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：步骤3)中所述的有机溶剂为丙酮、正己烷或二氯甲烷。
9. 根据权利要求1所述的以非贵金属催化剂催化饱和脂肪酸脱羧制备长链烷烃的方 法，其特征在于：所述的步骤4)的固相催化剂的再生方法为在氢气中还原煅烧。
【文档编号】C11C3/00GK104403683SQ201410649299
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】傅杰, 吴江华, 王元聪, 侯昭胤, 吕秀阳 申请人:浙江大学, 波音(中国)投资有限公司