[发明专利]一种利用光皮树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光皮树油制备生物航空燃料的方法。

背景技术

化石燃料是目前人类生产、生活的主要能源。石油、煤、天然气等不可再生化石燃料在能源消耗中的比重达到86.8%，按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约仅有：石油45~50年，天然气50~60年，煤炭200~220年，因此，能源危机成为人类发展所面临的主要问题。

生物能源作为一种替代能源，受到了广泛关注。到目前为止，生物燃料的发展已经历了三个阶段：第一代生物燃料主要是以玉米、甘蔗、大豆和蓖麻等粮食作物和油料作物为原料，因其存在“与民争食”的特点而逐步被以麦秆、草和木材等农林废弃物和贫瘠土地上生长的木本植物作为原料的第二代生物燃料和以微藻为原料的第三代生物原料所替代。

近年来，世界范围内兴起了绿色能源和低碳经济的浪潮，航空业受此影响，各大航空公司亦大力开发新型生物航空燃料，其中较有发展前景的原料主要是麻风果油、菜籽油、亚麻荠油、微藻油等。目前，国外研究较多的生物航空燃料制备方法主要有两段加氢工艺，使原料油中的脂肪酸和甘油三酯转化为较小分子的烃类组分，从而获得生物航空燃料。国内两段加氢工艺主要用于制备第二代生物柴油的研究。

光皮树是一种理想的多用途油料树种，其果实（带果皮）含油率33%—36%。光皮树油含油酸和亚油酸高达70%以上，所生产的生物柴油理化性质优异；同时可以利用其果实作为原料直接加工（冷榨或浸提）制取原料油，加工成本低廉，得油率高。以光皮树油为原料生产的生物柴油与0#石化柴油燃烧性能相似，是一种安全、洁净的生物质燃料油，将其应用于制备生物航空燃料的原料，有很好的前景。但是目前尚未有应用光皮树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，提供一种利用光皮树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采用的技术方案是，一种利用光皮树油制备生物航空燃料的方法，以主要成分为甘油酯和游离脂肪酸的植物毛油制备生物航空燃料，包括加氢、脱羧基、脱羰基、加氢脱氧、加氢异构化。所述异构化步骤通过适合的催化剂在反应中对原料组分进行选择性重整。

本发明所采用的技术方案，具体包括以下步骤：

（1）将光皮树油过滤，除去颗粒杂质，在60℃-70℃下加入同温度的软化水，所加软化水的重量相当于光皮树油重的2％－4％，搅拌25－35分钟，然后以2500－3500 r/min的速度离心25－35分钟，取上清液，在真空干燥箱中于102－105℃干燥2-4小时，得精制光皮树油；

（2）将步骤（1）所得精制光皮树油冷却后，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；加氢脱氧催化剂的装填量相当于精制光皮树油重的1%-10%；同时向固定床加氢反应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，精制光皮树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光皮树油重的1%-10%，在温度200-350℃，绝对压力1-5MPa，液时空速1-5h^-1的条件下，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异构化反应；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；

（3）将步骤（2）所得气液混合物通过装有常温冷却水的冷凝器冷凝后，接收液相产物，包括烃类组分和少量水；

（4）将步骤（3）所得液相产物进行蒸馏，收集150℃-280℃之间的馏分；

（5）将步骤（4）收集的馏分，导入油品精制装置进行高洁净精制，即得到生物航空燃料。