[发明专利]一种利用生物油合成航空煤油环烷烃和芳烃组分的方法

权利要求书

1.一种利用生物油合成航空煤油芳烃和环烷烃组分的方法，其特征在于，该方法包括生物油催化裂解转化为低碳芳烃和低碳烯烃中间物，低碳芳烃和低碳烯烃经C-烷基化反应转化为航空煤油范围芳烃，航空煤油范围芳烃加氢反应转化为航空煤油范围环烷烃步骤：首先利用含过渡金属镍和镧元素改性的Ni/La/HUSY催化剂，在400-600℃中温和常压条件下进行生物油催化裂解和脱氧反应，产生以C6-C8为主的低碳芳烃和以C2-C4为主的低碳烯烃；再利用具有酸性的离子液体催化剂xBF₄–[bmim]–yAlCl₃，式中x,y＝0.5-2，以生物油催化裂解得到的低碳烯烃为烷基化剂，将生物油催化裂解过程形成的低碳芳烃通入填充有离子液体的液相催化反应器，使低碳芳烃在25-80℃低温和常压条件下进行C-烷基化反应，产生煤油范围的C9-C14芳烃，经冷凝收集、催化剂与产物分离后，获得以C9-C14为主的生物航空煤油芳烃组分产品；最后对C9-C14芳烃在100-180℃条件下进行加氢反应，获得以C9-C14为主的生物航空煤油环烷烃组分产品。

2.如权利要求1所述的一种利用生物油合成航空煤油芳烃和环烷烃组分的方法，其特征在于，所述的生物油催化裂解转化为低碳芳烃和低碳烯烃中间物，低碳芳烃和低碳烯烃经C-烷基化反应转化为航空煤油范围芳烃，航空煤油范围芳烃加氢反应转化为航空煤油范围环烷烃三个转化过程，分下述三个步骤进行：

(1)利用筒形固定床催化反应器将生物油催化裂解转化为低碳芳烃和低碳烯烃，通入原料为生物质快速热裂解产生的生物油，使用的催化剂是粉末状的含过渡金属镍和镧元素改性的Ni/La/HUSY催化剂，Ni/La/HUSY催化剂中Ni和La的含量分别为2-5wt％和5-10wt％，HUSY分子筛的含量为85-93wt％；Ni/La/HUSY催化剂使用量是使催化剂与每小时生物油的重量比为0.1-0.3，生物油在催化剂作用下发生催化裂解和脱氧反应，得到的产品是以C6-C8为主的液态低碳数芳烃和C2-C4低碳烯烃中间体，反应条件是：反应器腔内在惰性气体氮气气氛下，压力为常压，温度在400-600℃范围内变更；

(2)利用圆柱形液相催化反应器将步骤(1)所得的低碳芳烃中间体通过C-烷基化反应定向转化为煤油范围C9-C14芳烃，通入原料为生物油催化裂解的低碳芳烃混合物，同时通入生物油催化裂解形成的C2-C4低碳烯烃混合尾气充当C-烷基化反应中的烷基化试剂；C-烷基化反应所用催化剂是具有强酸性的离子液体催化剂xBF₄–[bmim]–yAlCl₃，式中x,y＝0.5-2，离子液体催化剂中BF₄四氟化硼、[bmim]1-丁基-3-甲基咪唑和AlCl₃三氯化铝之间的摩尔比为0.5-2.0:1.0:0.5-2.0；离子液体催化剂使用量是离子液体与每小时低碳芳烃混合物的重量比为0.1-0.5，反应条件是：常压，温度在室温25-80℃范围内，生物油 催化裂解制备的低碳烯烃混合尾气流速为100-150ml/min，得到的产品是以C9-C14为主的煤油范围芳烃产品；

(3)利用圆柱形液相高压催化反应器将步骤(2)中C-烷基化反应制取的C9-C14芳烃通过加氢反应定向转化为煤油范围C9-C14环烷烃，通入原料为C-烷基化反应过程形成的煤油范围的C9-C14芳烃；芳烃加氢反应所用催化剂是常规粉末状的含金属钯和镍元素改性的Pd/Ni/AC催化剂，Pd/Ni/AC催化剂中Pd、Ni和AC活性炭的含量分别为1-2wt％、5-10wt％和88-94wt％；Pd/Ni/AC催化剂使用量是催化剂与C9-C14芳烃的重量比为0.1-0.3，反应条件是：压力为3-5MPa氢压，温度在100℃至180℃范围内，得到的产品是以C9-C14为主的煤油范围环烷烃产品。