[发明专利]一种呋喃基含氧有机化合物加氢脱氧制备航空煤油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以木质纤维素基平台化合物碳-碳偶联获得的航空煤油前驱体为原料，通过加氢脱氧制备航空煤油范围烃类的新方法。采用负载型金属-固体酸双功能催化剂实现了呋喃基含氧有机化合物在无需溶剂的温和条件下的直接加氢脱氧，高产率获得了一系列航空煤油（或柴油）链长范围烃类化合物。与已有的呋喃基含氧有机化合物加氢脱氧方法相比，该方法具有无溶剂、操作工艺简单、低能耗、低成本等优势。

背景技术

航空煤油是目前国际上需求量很大的液体燃料，是一个国家的战略性物资。它的种类很多，一般是由碳数在8-16间的链状烷烃、芳烃和环烷烃组成。以目前常见JP-8为例，其经典组成如下：C₈至C₁₆的直链烷烃占35%，C₈至C₁₆的支链烷烃占35%，C7至C10的芳香烃占18%，C6至C10的环烷烃占7%。柴油是主要的运输燃料之一，主要是由C₉至C₂₁的链烃、环烃、芳香烃组成，其沸点在170-390℃之间。目前，航空煤油和柴油主要以化石资源（煤和石油）为原料制取，煤和石油都是不可再生的能源，由它们合成航空煤油和柴油在制造和使用过程会产生大量的二氧化碳，造成温室效应。且近年来随着石油资源的日益减少，原油价格不断攀升，使得航空煤油和柴油的价格也节节攀升。我国作为能源消费大国和石油进口大国，近几年的石油进口量不断增加，2009年的石油进口依存度为53.6%，已经突破50%的国家安全警戒线。和化石能源不同，生物质属于可再生能源，生物质燃料在燃烧过程中产生的二氧化碳可以被其生长过程通过光合作用消耗的二氧化碳所抵消，因此生物质燃料在整个使用过程中是二氧化碳中性的。因此从国家能源安全、保护环境以及潜在的经济价值三方面考虑，需要大力发展生物质航空煤油技术。

目前，生物质液体燃料可分为第一代生物质液体燃料和第二代生物质液体燃料。第一代生物质液体燃料是以可食用的玉米、大豆和向日葵等为原料，通过发酵和转酯化等反应制取生物乙醇和生物柴油。第一代生物质液体燃料在欧洲，美洲等地区作为运输燃料已有实际应用。但是，它的燃烧性能不好，须对原发动机进行改进，方可使用。第二代生物质液体燃料是以不可食用的木质纤维素为原料，主要有三种途径生成燃料：1）热化学气化生物质到合成气，然后通过费托合成制取烷烃，该过程工艺比较成熟，但是需要高温高压的条件；2）高温热解生物质制取生物质油，该过程复杂，且制得的生物质油品质较差，无法直接用作发动机燃料，需进行进一步精炼；3)以木质纤维素为原料获得的生物质平台化合物分子，通过羟醛缩合、烷基化反等碳-碳偶联反应，然后加氢脱氧制取液态烷烃，该过程条件相对比较温和，合成路线相对更加灵活。