蓖麻油制备航空煤油的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提出了蓖麻油加氢制备航空煤油的催化剂及其制备条件。其中加氢脱氧催化剂以改性的MCM-41、SBA-15等为载体，以Ni、Ni2P、Co、CoP、Pt中的一种作为活性组分；加氢异构催化剂以改性SAPO-11、SAPO-34等作载体，以Ni、Ag、Pd、Ru的一种两种为活性组分；蓖麻油一步法制备航空煤油的催化剂是以改性USY、β型分子筛、X型分子筛、ZSM-5的一种或两种为载体，Ni、Cu作为活性组分或以Ni2P、Cu3P作为活性组分，通过合适的反应条件，制备符合使用条件的航空煤油。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了蓖麻油加氢制备航空煤油的催化剂及其制备条件。其中加氢脱氧催化剂以改性的MCM-41、SBA-15等为载体，以Ni、Ni2P、Co、CoP、Pt中的一种作为活性组分；加氢异构催化剂以改性SAPO-11、SAPO-34等作载体，以Ni、Ag、Pd、Ru的一种两种为活性组分；蓖麻油一步法制备航空煤油的催化剂是以改性USY、β型分子筛、X型分子筛、ZSM-5的一种或两种为载体，Ni、Cu作为活性组分或以Ni2P、Cu3P作为活性组分，通过合适的反应条件，制备符合使用条件的航空煤油。【专利说明】
本专利技术提出了蓖麻油加氢制备航空煤油的催化剂及其制备条件。其中加氢脱氧催化剂是以改性的MCM-41、SBA-15等为载体，以N1、Ni2P、Co、CoP、Pt中的一种作为活性组分；加氢异构催化剂是以改性SAP0-11、SAP0-34等作为载体，以N1、Ag、Pd、Ru中的一种或两种作为活性组分；蓖麻油一步法制备航空煤油的催化剂是以改性USY、β型分子筛、X型分子筛、ZSM-5中的一种或两种作为载体，以N1、Cu作为活性组分或以Ni2PXu3P作为活性组分，通过合适的反应条件，制备符合使用条件的航空煤油。
技术介绍
工业的快速发展使得能源的消耗快速增加，进而能源短缺成为限制工业发展乃至社会进步的重要条件。为了解决能源尤其是石油能源问题，研究可再生的生物能源亟不可待。近年来，以动植物油脂通过甲酯化和加氢方法制备生物柴油和航空煤油的研究不断出现，但以蓖麻油为原料制备航空煤油却鲜有报道。蓖麻油是9-烯基-12-羟基十八酸的甘油酯，相对于其他的动植物油，由于其中含有羟基和双键，结构比较复杂，因此其加氢脱氧过程比结构比较简单的棕榈油(十六酸甘油酯)、麻风树油(油酸甘油酯)等更为困难。蓖麻油是一种非粮非油的植物类油脂，在我国有广阔的种植范围，且产量大而稳定，是一种很好的航空煤油的原料。对于航空煤油，是碳数为8-16的支链烷烃和直链烷烃的混合物，其冰点为-49°C，因此支链烷烃将是航空煤油的主要成分。蓖麻油是碳数为18的植物油脂，制备航空煤油需要经过羟基的脱除、碳碳双键的饱和、碳氧双键的饱和、羰基的脱除以及甘油的脱除，此外还要进行碳链的断裂和重整，才能得到符合使用条件的航空煤油。由碳数为17和18的碳链断裂成碳数为8-16的烷烃且控制其含量是比较困难的。CN102676203A公开了一种以小桐子油、橡胶籽油、棕榈油、地沟油为原料，经过油脂双键氧化、水解、脱羧反应的工艺，制备C8-C16的烷烃，即为生物质航空燃料的方法。CN103320153A公开了一种以蓖麻油为原料，选择合适的催化剂和反应条件，经过加氢脱氧反应和加氢异构反应，制备航空煤油的方法。CN102482595A公开了一种航空燃料油基材的制造方法，以动植物油脂为原料，通过具有脱氢和氢化功能的催化剂对原料进行氢化处理，再以此为原料进行氢化异构处理，获得航空燃料。CN102719319A公开了一种以光皮树油为原料制备生物航空燃料的方法，对光皮树油进行过滤除杂后，在固定床加氢反应器中，经过加氢脱氧反应和加氢异构反应，得到的产物经过蒸馏并收集150-280°C之间的馏分，即为符合使用条件的航空煤油。CN101952392A公开了一种已开发的用于可再生原料如植物油和动物脂肪制备航空燃料的方法，原料接触加氢和脱氧催化剂制备直链烷烃，之后再接触异构化催化剂来异构化至少一部分直链烷烃来产生支链烷烃，然后再接触选择性裂化催化剂以得到C8-C16的烷烃。CN102719317A公开了一种利用山苍子果核油制备生物航空燃料的方法，对精制的山苍子油进行加氢脱氧反应和加氢异构反应，得到的产物经过蒸馏取150-280°C之间的馏分，并对其进行纤维液膜-复合吸附联用装置以及介电场精致装置进行精制，得到符合使用条件的生物航空煤油。CN103224835A公开了一种含有微藻提取不饱和脂肪酸并制备航空燃料的方法。CN102994138A公开了一种以地沟油为原料制备生物航空煤油的方法。CN103087748A公开了一种以木质纤维素为原料制备航空煤油或柴油的方法。北京大学Rong，Long等以Ni_H3PW1204(l/Al203为催化剂对麻风树油进行加氢脱氧反应制备生物柴油，Qian, Eika W等以NiMo催化剂负载在Al2O3, SiO2-Al2O3, SAP0-11和A1SBA-15对麻风树油进行一步加氢反应制备C11-C18的烷烃。
技术实现思路
基于以上内容，本专利技术提出了蓖麻油加氢制备航空煤油的加氢脱氧催化剂和加氢异构催化剂，以及其制备条件和催化剂的反应条件，同时也提出了蓖麻油一步法制备航空煤油的催化剂和制备条件以及反应条件。通过对蓖麻油进行一步或两步反应制备符合条件的航空煤油，拓展航空煤油的来源，以缓解在当前社会的石油能源的危机。本专利技术的具体技术方案如下所述:1.用于蓖麻油制备航空煤油工艺的加氢脱氧催化剂，载体为MCM-41、HMS、SBA-15、Y -Al2O3中的一种，并依次以质量分数为5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液和质量分数为10%的柠檬酸的水溶液进行搅拌浸泡预处理；以Fe作为助剂，其质量占催化剂总质量的1-4% ;以N1、Ni2P, Co、CoP中的一种为活性组份，其质量占催化剂总质量的20-30%，或以Pt为活性组份，其质量占催化剂总质量的0.1-0.5 %。2.用于蓖麻油制备航空煤油工艺的加氢异构催化剂，载体为SAP0-11、SAP0-34、ZSM-5、β型分子筛中的一种或两种，并依次以质量分数为5%的乙二酸的水溶液和质量分数为10%的柠檬酸的水溶液对载体进行搅拌浸泡预处理；以Fe作为助剂，其质量占催化剂总质量的1-4% ;以N1、Ag、Pd、Ru的一种或两种作为活性组分，以N1、Ag中的一种或两种为活性组份，其质量占催化剂总质量的10-25%，或以Pd、Ru中的一种或两种为活性组份，其质量占催化剂总质量的0.1-0.7%。3.一种用于蓖麻油一步法制备航空煤油工艺的催化剂，载体为USY、β型分子筛、X型分子筛、ZSM-5中的一种或两种，并依次以质量分数为5%的乙二酸的水溶液和质量分数为10%的柠檬酸的水溶液对载体进行搅拌浸泡预处理；以Fe作为助剂，其质量占催化剂总质量的1-4% ;以N1、Cu作为活性组分或以Ni2P、Cu3P作为活性组分，其中Ni与Cu的质量比为I: 0.1-0.1，Ni2P与Cu3P的质量比为I: 0.2-0.2，其质量占催化剂总质量的10-30%。4.用于蓖麻油加氢制备航空煤油工艺的加氢脱氧催化剂的制备方法，包括以下步骤:(I)载体的预处理:将载体加入到质量分数为5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，在50-70°C下搅拌至少24h，然后将得到的混合物抽滤、分离，之后将所得到的滤饼在120°C空气气氛下烘干，然后冷却至室温，然后将得到的样品加入到质量分数为10%的柠檬酸的水溶液中，在70-100°C下搅拌至少24h，然后将得到的混合物抽滤、分离，之后将得到滤饼在120°C下烘干，得到样品A ；(2)助剂的上载:在40-60°C搅拌条件下，将硝酸铁溶解到去离子水中，充分搅拌后得到溶液B ;之后将溶液B加入到样品A中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓖麻油制备航空煤油工艺的加氢脱氧催化剂，其特征在于：载体为MCM?41、HMS、SBA?15、γ?Al2O3中的一种，并依次以质量分数为5％的3?氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液和质量分数为10％的柠檬酸的水溶液进行搅拌浸泡预处理；以Fe作为助剂，其质量占催化剂总质量的1?4％；以Ni、Ni2P、Co、CoP中的一种作为活性组份，其质量占催化剂总质量的20?30％，或以Pt作为活性组份，其质量占催化剂总质量的0.1?0.5％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，朱晴晴，刘思阳，何良年，关庆鑫，叶锋，
申请(专利权)人：南开大学，天津南开大学蓖麻工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：