[发明专利]一种基于酮类平台化合物制备生物航空燃油的装置和方法

摘要

本发明提供了一种制备生物航空燃油的装置和方法，该装置包括生物质酮化反应系统，用于将生物质定向催化转化为酮类以及其他单官能团化合物，同时实现酮类与其他单官能团化合物的分离；碳链增长反应系统，用于将生物质酮化反应系统产生酮类平台化合物通过羟醛缩合及加氢异构等反应转化为链烷烃和环烷烃；沸石催化反应系统，用于将生物质酮化反应系统产生的其他单官能团通过沸石催化转化为芳香烃；烷烃与芳香烃混合系统，用于将链烷烃、环烷烃和芳香烃按照一定比例混合，最终制得航空燃油。本方法可以实现生物质全组分利用，可同时制得直链烷烃、环烷烃和芳香烃等多组分航空燃油且各组分比例可控，提供了一条新的生物质向航空燃油转化途径。

主权项

1.一种基于酮类平台化合物制备生物航空燃油的装置，其特征在于：所述装置由生物质酮化反应系统(Ⅰ)、碳链增长反应系统(Ⅱ)、沸石催化反应系统(Ⅲ)以及烷烃与芳香烃混合系统(Ⅳ)组成；生物质酮化反应系统(Ⅰ)，将生物质定向催化转化为酮类平台化合物以及其他单官能团化合物，并实现酮类平台化合物与其他单官能团化合物的分离；生物质酮化反应系统(Ⅰ)的出口分别与碳链增长反应系统(Ⅱ)、沸石催化反应系统(Ⅲ)的入口连接；生物质酮化反应系统(Ⅰ)产生的酮类平台化合物进入碳链增长反应系统(Ⅱ)，通过羟醛缩合及加氢异构反应转化为链烷烃和环烷烃；生物质酮化反应系统(Ⅰ)产生的其他单官能团化合物进入沸石催化反应系统(Ⅲ)，通过沸石催化转化为芳香烃；碳链增长反应系统(Ⅱ)、沸石催化反应系统(Ⅲ)的出口均与烷烃与芳香烃混合系统(Ⅳ)的入口连接，链烷烃、环烷烃和芳香烃按照一定比例混合，制得航空燃油；生物质酮化反应系统(Ⅰ)的催化热解器(1)的入口为生物质酮化反应系统(Ⅰ)的入口，催化热解器(1)出口与旋风分离器A(2)的入口相连，旋风分离器A(2)的出口与液体产物收集器(3)入口相连，液体产物收集器(3)的出口与酮类分离器(4)的入口相连；碳链增长反应系统(Ⅱ)的羟醛缩合反应器(5)的入口与酮类分离器(4)的酮类平台化合物的出口连接，羟醛缩合反应器(5)的出口连接有机物‑水分离器(6)的入口，有机物‑水分离器(6)的有机物出口与加氢异构反应器(7)的入口连接；氢气储罐(9)的出口与压缩机(8)的入口相连，压缩机(8)的出口与加氢异构反应器(7)的入口相连，加氢异构反应器(7)的出口即为碳链增长反应系统(Ⅱ)的出口；沸石催化反应系统(Ⅲ)的沸石催化反应器(10)的入口与酮类分离器(4)的其他单官能团化合物的出口连接、沸石催化反应器(10)的出口与旋风分离器B(11)的入口相连，旋风分离器B(11)的出口与芳香烃收集器(12)的入口相连，芳香烃收集器(12)的出口即为沸石催化反应系统(Ⅲ)的出口；烷烃与芳香烃混合系统(Ⅳ)的混合搅拌器(13)的入口分别连接加氢异构反应器(7)的出口与芳香烃收集器(12)的出口，混合搅拌器(13)的入口为烷烃与芳香烃混合系统的入口(Ⅳ)，混合搅拌器(13)输出为航空燃油。