[发明专利]水热法转化油脂或高级脂肪酸为长链烷烃的方法

说明书

本发明公开了一种水热法转化油脂或其水解产物高级脂肪酸为长链烷烃的方法；该方法以油脂或其水解产物高级脂肪酸为原料，以金属及金属氧化物作为反应催化剂，以金属单质或金属废弃物为还原剂，在水热反应器中于150～450℃反应2～24h，即可得到产率最高达90％的长链烷烃。本方法能够高效、高选择性地合成长链烷烃。本方法使用生物质油脂或其水解产物高级脂肪酸为原料，避免了传统工业制法中需要消耗大量化石燃料，也无需制备复杂的贵金属催化剂，操作简单、转化率高、无需纯氢、利用水作为氢源及反应溶剂对环境污染小，有利于工业化生产。产物长链烷烃可以用作航空油的生产，取代传统化石燃料的使用。

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种水热法转化油脂或其水解产物高级脂肪酸为长链烷烃的方法。

背景技术

进入21世纪以来，随着全球现代化的脚步，化石燃料潜在能源短缺的危机，特别是从石油提炼出来的汽油，是引致全球石油危机的一个原因。因此，减少对化石燃料的依赖，开发新的可再生的清洁能源已受到人们越来越多的关注。

在太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能等可再生能源中，生物质能是能转化为液体燃料的唯一来源，是化石燃料的替代品，在未来可广泛作为航空油来源。

航空油是一种特殊的燃料，它需要高的热值和能量密度，通常它是由C8-16的烷烃、烯烃及芳香烃组成，然而目前航空油并不能被任何一个工业化的生物油代替。

目前，植物油或动物油的加氢脱水以及后续的裂化和异构化反应，是生物质生产航空油的主要方法，并且已经发展到商业化规模。但是，在加氢脱水过程中需要用到大量的氢气，增加了生产航空油的造价，阻止了加氢脱氧技术大规模的发展和应用。近年来，直接脱羧和脱羰生产航空油，由于其低的氢气消耗，备受研究者关注。但是，目前的脱羧和脱羰技术工业化仍面临着许多问题：一是它们基本需要使用贵金属作为催化剂或含硫催化剂，如Pb/C，Pt/C；二是脱羧技术需要370℃的高温；三是脱羧技术需要十二烷作为溶剂，不利于产物的分离。因此，寻找廉价催化剂和易于分离的溶剂、降低反应温度将有利于生物油制备航空油的进一步发展。

发明内容

本发明提供一种水热法转化油脂或高级脂肪酸为长链烷烃的方法。本发明采用可再生的原料即油脂或其水解产物高级脂肪酸作为反应原料，通过水热法生产长链烷烃，具有可再生性、低污染性、原料广泛分布性和总量丰富的特点，有很大的应用前景。

本发明是一种新型的高效简便的生产长链烷烃的方法，制备的长链烷烃适于作为航空油组成成分。该方法转化效率高、产物选择性好、无需使用复杂难制备的贵金属催化剂、操作简单、使用水作为溶剂和氢源从而对环境污染小、能耗低，有利于工业化生产。制备的产物长链烷烃可用作航空油，也可用于有机合成。

本发明的技术方案如下：

一种水热法转化油脂或其水解产物高级脂肪酸为长链烷烃的方法，该方法为：在水热反应条件下，以油脂或其水解产物高级脂肪酸为原料，以金属单质或金属废弃物为还原剂，在催化剂催化条件下将原料还原为长链烷烃，其中，所述催化剂包括金属或金属氧化物。所述金属废弃物例如为易拉罐、电子产品金属废弃物等。

所述的油脂选自动物油脂、植物油脂、藻类油脂以及废弃油脂的一种或几种，所述高级脂肪酸选自C6～C26的一元酸的一种或几种。

优选地，所述水热法转化油脂或其水解产物高级脂肪酸为长链烷烃的方法包括：在密封的水热反应器内，原料及还原剂和催化剂、水存在的情况下，将水热反应器置于加热装置中，然后在150～450℃条件下反应2～24h，反应器填充率为10％～90％。

优选地，所述水热反应的温度150～400℃，反应时间为2～20h，反应器填充率为30％～60％。