[发明专利]生物航煤组分油及其制备方法

说明书

本发明提供一种生物航煤组分油及其制备方法，该制备方法包括步骤如下：木质纤维素基糠醛类化合物和羰基化合物进行羟醛缩合反应，得到C₈～C₁₆长链含氧化合物；对C₈～C₁₆长链含氧化合物进行加氢饱和；对加氢饱和的产物进行加氢脱氧，得到C₈～C₁₆长链烷烃；及对C₈～C₁₆长链烷烃进行异构化处理，分馏后得所述生物航煤组分油。该方法能够实现基于生物质糖平台化合物的催化转化，以制备生物航煤组分油，有利于农林废弃物的综合利用，实现绿色可持续发展。

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，具体涉及一种生物航煤组分油及其制备方法。

背景技术

在石油危机和温室效应日益严重的背景下，作为唯一含有碳源的可再生能源——生物质是目前最具前景可用来制备烃类液体燃料来代替石油的资源。为使从化石能源经济到碳水化合物经济的过渡得以持续，将生物质转化为高附加值的燃料和化学品，Dumesic工作团队以木质纤维素水解产物糠醛为原料，先通过羟醛缩合反应延长碳链得到糠叉丙酮[4-(2-呋喃基)-3-丁烯-2-酮]和二糠叉丙酮[1,5-双-(2-呋喃基)-1,4-戊二烯-3-酮]，然后加氢脱氧得到C₈直链烷烃和C₁₃直链烷烃，最终异构化得到合格的喷气燃料组分，实现了生物质的高效利用(science,2005,308,1446-1450)。如下式I所示：

然而，由于糠醛和丙酮缩合生成的二糠叉丙酮为固体，难以直接进入管式反应器连续处理。另一方面，糠叉丙酮、二糠叉丙酮等具有呋喃环和C＝C双键的大共轭结构，高温下不稳定，容易发生自聚等副反应。此外，加氢脱氧(HDO)反应使得木质纤维素水解产物获得更高的热值和化学稳定性，是制备液体烃类燃料的关键步骤。然而，现有针对催化糖平台类化合物制备液体烃类燃料的报道并不多，且多数直接加氢脱氧转化，这种方式存在副反应多、催化剂易积炭失活等问题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种生物航煤组分油及其制备方法，以解决现有糖平台类化合物制备烃类燃料的过程中，副反应多、催化剂易失活等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种生物航煤组分油的制备方法，包括步骤如下：对木质纤维素基糠醛类化合物和羰基化合物进行羟醛缩合反应，得到C₈～C₁₆长链含氧化合物；对C₈～C₁₆长链含氧化合物进行加氢饱和；对加氢饱和的产物进行加氢脱氧，得到C₈～C₁₆长链烷烃；及对C₈～C₁₆长链烷烃进行异构化处理，分馏后得生物航煤组分油。

根据本发明的一个实施方式，木质纤维素基糠醛类化合物选自糠醛、5-羟甲基糠醛中的一种或多种，羰基化合物为α-H羰基化合物，α-H羰基化合物选自丙酮、乙酰丙酸中的一种或多种，木质纤维素基糠醛类化合物和羰基化合物的摩尔比为1:2～5:1。

根据本发明的一个实施方式，羟醛缩合反应在碱催化剂作用下进行，碱催化剂为无机碱，无机碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种，无机碱的摩尔浓度为0.05mol/L～1mol/L。

根据本发明的一个实施方式，加氢饱和在加氢饱和催化剂作用下进行，加氢饱和催化剂包括镍和二氧化硅的复合物，其中二氧化硅为无定形结构，镍为晶体结构。