[发明专利]用于微藻生物柴油制备航空煤油的催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种用于微藻生物柴油制备航空煤油的催化剂及其应用，所述催化剂以介孔Y分子筛作为载体，将金属镍通过浸渍法负载到介孔Y上制得Ni/介孔Y催化剂，所述Ni/介孔Y催化剂中各组分的质量百分比为：镍7％；介孔Y分子筛93％。本发明将Ni/介孔Y催化剂应用于微藻生物柴油来制备航空煤油，通过优选反应时间、温度、压力等关键节点工艺，从而获得低二氧化碳排放的航空煤油。本发明的Ni/介孔Y催化剂适用于微藻生物柴油在批次反应器中转化为航空煤油，同时该催化剂也适用于微藻生物柴油在固定床反应器中转化为航空煤油。

技术领域

本发明涉及生物能源领域，涉及一种用于微藻生物柴油制备航空煤油的催化剂，具体涉及一种Ni/介孔Y催化剂，本发明还涉及该催化剂在微藻生物柴油制备航空煤油中的应用。

背景技术

航空煤油是喷气式飞机的燃料，航空煤油应该具备的特点是：高空性能和燃烧性能好，可确保燃烧完全；冰点低，低温流动性好；芳烃的含量体积分数在8-20％；异构烷烃和环烷烃的含量较高。

目前的石油基航空煤油碳排放较高，而由微藻生物柴油制取的航空煤油，其碳排放量比石油基航空煤油的碳排放量低41-63％。因此由微藻生物柴油制取的航空煤油是一类绿色无污染的燃料。

微藻是利用光照产油，而且大多数微藻的产油量远远超过了油料作物。另外，微藻生长极为迅速。微藻生物柴油的碳链长度在C16-C18，由微藻生物柴油制取航空煤油需要经过脱氧断碳链。同时微藻的生长速度极快，油脂含量最高可达到细胞干重的68％。传统的从石油中制取航空煤油其二氧化碳排放量高。

基于微藻的高生长速度，高含油量，由微藻生物柴油制取航空煤油有望取代从石油中制取航空煤油。

发明内容

本发明提供一种用于微藻生物柴油制备航空煤油的催化剂及其应用，通过使用该催化剂，从微藻生物柴油中制取航空煤油，从而获得低二氧化碳排放的航空煤油。

为解决上述技术问题，本发明用于微藻生物柴油制备航空煤油的催化剂，所述催化剂以介孔Y分子筛作为载体，将金属镍通过浸渍法负载到介孔Y上制得Ni/介孔Y催化剂，所述Ni/介孔Y催化剂中各组分的质量百分比为：

上述Ni/介孔Y催化剂中各组分的质量百分比优选为：

镍7％；介孔Y分子筛93％。

上述催化剂釆用浸渍法制备，包括如下步骤：

称取六水合硝酸镍，溶于去离子水中，加入介孔Y，该混合物在室温下搅拌，置入烘箱中烘干；然后在空气氛围内煅烧，随后转移入氢气管式炉中还原，即得到Ni/介孔Y催化剂。

本发明催化剂通过浸渍法制备，进一步包括如下具体步骤：

称取2.97g的六水合硝酸镍，溶于10ml的去离子水中，加入5.4g的介孔Y，该混合物于室温下搅拌4小时后，置入烘箱中于70℃烘干8小时；然后于550℃下，空气氛围内煅烧4小时，随后转移入氢气管式炉中于500℃下还原，即得到Ni/介孔Y催化剂。

本发明催化剂在微藻生物柴油制备航空煤油中的应用，如下所示：

向反应釜内加入100g的微藻生物柴油，再加入2～10g的Ni/介孔Y催化剂，搅拌器速度为500rpm/min，反应时间为5～10小时，加氢压力为1～5MPa，反应温度为300～500℃，最后通过离心实现催化剂和航空煤油产物的分离。

本发明催化剂在微藻生物柴油制备航空煤油中的应用，工艺参数进一步优选如下：

微藻生物柴油和Ni/介孔Y催化剂的质量比为20:1，催化反应时间为8小时，加氢压力为3MPa，反应温度为400℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：