[发明专利]一种利用山苍子果核油制备生物航空燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备生物航空燃料的方法，尤其是涉及一种利用山苍子果核油制备生物航空燃料的方法。

背景技术

目前，世界各国共同面临着能源危机和气候变化的双重挑战，随着化石能源的日益枯竭，生物燃料渐次进入人类的视野。由于煤、石油和天然气等传统资源是将固定在地球内部的碳经过燃烧以后排放到大气中，因此其利用势必会增加大气中二氧化碳的含量，从而加剧地球的温室效应。而生物质的形成是植物通过叶绿素的光合作用，将本已存在于大气中的二氧化碳转化为葡萄糖进而转化为植物体的过程，这一过程能够有效减少大气中的二氧化碳含量，相比之下，生物燃料的使用对于减缓气候变暖具有积极意义。

生物燃料是一种理想的替代燃料，不仅可以替代石油作为车用燃料，还能用作航空燃料。目前的生物燃料主要是糖、淀粉、植物油生产的燃料乙醇和生物柴油，称之为第一代生物燃料，然而航空业正加紧步伐寻找适用于喷气发动机的替代燃料，如由Fischer－Tropsch 反应制造的以秸秆为原料的液体生物燃料BTL、经过加氢处理的植物油等，这也称之为第二代生物燃料。

生物燃料的主要成分是8-24个碳原子的甘油酯和游离脂肪酸，含量较多的为C16和C18系，其中的脂族碳链为饱和的或不饱和的。生物燃料凭借其自身的优点，一问世便得到了广泛的认可。生物燃料的使用不仅可以减少地球上碳的排放，而且含有较少的大气污染物，如硫，氮，芳烃等，因此，燃烧后对环境污染小，是一种清洁的可再生能源，对于世界各国共同应对全球变暖和节能减排有着重要的意义。生物燃料燃烧性能也不亚于传统的石化燃料，只需在现有的技术上加以改进，就可以生产出性能更加优异的生物航空燃料。

生物航空燃料面临的主要问题是技术问题，目前应用较多的是由制备第二代生物柴油工艺发展而来的加氢分子改性工艺。此外，生物燃料还面临原料成本及来源问题，目前适用于航空业的生物燃料主要是麻风树、亚麻荠、微藻等含油植物和盐土植物等，扩大原料的来源十分重要，各国都在积极开发新的原料。

山苍子是我国重要的农副特产之一，同时，我国是世界上最大的山苍子油生产和输出国。山苍子果核油中天然存在着较多的十二烷酸（月桂酸）及其甘油酯，其碳链长度与航空燃料的碳链长度相似，这与已开发的用于生产生物航空燃料的原料动植物油脂相比，具有独特的优势，只需通过脱除其中的氧原子并将部分原料异构化即可获得适合作为航空燃料的烃类组分，再进一步对其精制使其成为高品质的生物航空燃料。因此，山苍子果核油应当是理想的生物航空燃料原料油。但是，目前尚未有利用山苍子果核油制备生物航空燃料的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种利用山苍子果核油制备生物航空燃料的方法，所制得的生物航空燃料不含硫和芳烃，品质好，洁净度高，环保。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案，具体包括以下步骤： 

（1）将山苍子果核油过滤，滤去杂质，在65℃-75℃下加入同温度的软化水，所加软化水的重量相当于油重的3%-5%，搅拌30-40分钟，然后以2500－3500 r/min离心30-40分钟，取上清液，在真空干燥箱中于102－105℃干燥2-4小时，得精制山苍子油；

（2）将步骤（1）所得精制山苍子油冷却后，导入装填有加氢脱氧催化剂的固定床加氢反应装置，进行加氢脱氧反应；加氢脱氧反应时装填的加氢脱氧催化剂相当于精制山苍子油重的0.5%-10%；同时向装置中持续通入氢气，使氢油体积比为500-2000，控制绝对压力为1-10MPa，温度为250-400℃，液时空速1-5h^-1，精制山苍子油接触加氢脱氧催化剂，脱除原料中的氧，并使正链烷烃的不饱和部分和烯烃加氢饱和，生成正链烷烃；收集并冷却后，导入装填有异构化催化剂的固定床异构化反应装置，异构化催化剂的装填量相当于精制山苍子油重的0.5%-10%，在温度200-350℃，绝对压力1-5MPa，液时空速1-5h^-1的条件下，同时向装置中持续通入氢气，使氢油体积比为500-2000，接触异构化催化剂进行反应；通过加氢脱氧与异构化反应，原料油生成分子较小的正链烷烃和支链烷烃，以及二氧化碳、一氧化碳、水，形成气液混合物；

所述固定床加氢脱氧反应装置、固定床异构化反应装置由管式反应器、两级冷凝器、气路和液路以及原料输送泵、流量计等组成；所述固定床加氢脱氧反应装置、固定床异构化反应装置结构相同，只是装填的催化剂有别；

所述加氢脱氧反应包括加氢脱氧、脱羧基、脱羰基反应；