[发明专利]一种多相态制备高级一元醇生物燃料的方法

摘要

本发明公开了一种多相态制备高级一元醇生物燃料的方法，该方法将浓度为5‑30wt％的糖醇水溶液与氢气并流进入固定床反应器，在温度为140‑300℃、氢气压力为2‑10MPa和液体空速为1.0‑10.0h^‑1的条件下，在Ru‑MoOx/AC或Ru‑MoOx/CNT多功能催化剂协同作用下，糖醇在多相态的状态下选择性脱氧制备以戊醇和己醇为主要组分的高级一元醇生物燃料；糖醇转化率达99％，生物燃料中高级一元醇选择性达80％以上，具有过程简单、绿色低碳、转化条件温和、氢气消耗低、能源利用效率高及产物附加值高等优点，易于工业化生产，得到的戊醇和己醇均是重要的化工原料、溶剂及添加剂。

主权项

1.一种多相态制备高级一元醇生物燃料的方法，其特征在于，该方法将浓度为5‑30wt％的糖醇水溶液与氢气并流进入固定床反应器，在温度为140‑300℃、氢气压力为2‑10MPa和液体空速为1.0‑10.0h‑1的条件下，在Ru‑MoOx/AC或Ru‑MoOx/CNT多功能催化剂协同作用下，糖醇在多相态的状态下选择性脱氧制备以戊醇和己醇为主要组分的高级一元醇生物燃料；所述糖醇水溶液为淀粉类和木质纤维素类生物质的水解糖液或水解糖液加氢后的多元醇水溶液；所述Ru‑MoOx/AC催化剂的制备方法如下：椰壳活性碳采用硝酸浸泡12小时，而后用去离子水清洗，反复浸泡和清洗3次，除去椰壳活性碳中的盐分；而后在处理后的椰壳活性碳上负载30wt％MoO2，干燥后二次负载3wt％Ru，制备出Ru‑MoOx/AC催化剂；所述Ru‑MoOx/CNT催化剂的制备方法如下：多壁碳纳米管采用硝酸浸泡12小时，而后采用去离子水清洗，反复浸泡和清洗3次，除去多壁碳纳米管中的金属组分；而后在处理后多壁碳纳米管上负载30wt％MoO2，干燥后二次负载2wt％Ru，制备出Ru‑MoOx/CNT催化剂；该方法包括以下步骤：1)将Ru‑MoOx/AC或Ru‑MoOx/CNT多功能催化剂装填于固定床反应器的反应管恒温区，室温下置换氢气直至固定床反应器内空气被氢气置换完全；2)通入氢气，同时固定床反应器以5℃/min的升温速率从常温升至350℃并于350℃恒温3‑5小时直至Ru‑MoOx/AC或Ru‑MoOx/CNT多功能催化剂充分还原；3)将固定床反应器温度降至设定的反应温度140‑300℃，将浓度为5‑30wt％糖醇水溶液与氢气按体积流量比1:50‑1:200并流进入固定床反应器，控制液体空速为1.0‑10.0h‑1和氢气压力2‑10MPa，使糖醇水溶液在固定床反应器内发生蒸发‑冷凝反复交替的多相态下在Ru‑MoOx/AC或Ru‑MoOx/CNT催化剂表面选择性脱氧反应转化为戊醇和己醇；4)从固定床反应器出口排出的气液混合物经2‑10MPa高压冷凝，分离为液体产物和不凝性气体产物，液体产物分层为油相和水相，油相为戊醇和己醇的混合物；水相用于水解工艺制备水解糖醇液，气相主要为未参与反应的过量氢气，经循环压缩机增压后再次进入固定床反应器循环利用。