一种由生物质平台化合物制备航空燃料的方法技术

本发明专利技术涉及一种由生物质平台化合物环酮(环戊酮、环己酮)制备高热安定性航空燃料十氢化萘及其衍生物的方法。本发明专利技术方法共分为三部分：第一步为环酮在离子液体催化剂的作用下实现自身的羟醛缩合反应，有选择性地得到具有双环结构的不饱和前驱体。第二步为在Metal/C和固体酸催化剂的共同催化下，实现不饱和前驱体的加氢脱氧，得到双环烷烃。最后一步即为在固体酸催化剂的催化作用下，通过对双环产物的异构，实现十氢化萘及其衍生物的合成。本发明专利技术中整个生产流程操作简便。相对于异构前产物，十氢化萘及其衍生物具有更低的冰点，更好的吸热能力，高的热力学稳定性和能量密度，可直接用作高超音速飞行器燃料或用作燃料添加物优化燃烧性能。

A method of preparing aviation fuel from biomass platform compound

【技术实现步骤摘要】
一种由生物质平台化合物制备航空燃料的方法
本专利技术涉及一种由生物质平台化合物环酮(环戊酮、环己酮)制备高热安定性航空燃料十氢化萘及其衍生物的方法。本专利技术方法共涉及三步反应，第一步为羟醛缩合反应；第二步为加氢脱氧反应；第三步为异构化反应。
技术介绍
在石油危机和环境问题日益严重的背景下,实现可再生地利用生物质资源生产出航空煤油组分来部分代替传统炼油得到的燃油，具有提高我国环境质量、减少石油对外依存度、促进经济社会可持续发展的重要意义。作为国家的战略物资，航空煤油的需求量日趋增加。而近年来，随着国家国防需求的提高，特种航空煤油的需求也进一步提升。高超音速飞行器是飞行速度在5倍音速以上的飞行器，与之相匹配的引擎需将空气进行10倍压缩，导致了引擎出口气体温度过高，仅通过外部空气无法冷却。唯一的解决方法是将燃料作为推进剂的同时，作为机载吸热器。这就对燃料提出了新的要求。传统的JP-8在温度高于325°F后会引发热裂解。而以十氢化萘为主要成分的JP-900可以在900°F下氮气加压两小时后，保持澄清不产生固体沉积物状态，证明该燃料具有较高的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由生物质平台化合物制备航空燃料的方法，其特征在于：/n1)生物质平台化合物环酮在有机酸、有机碱或有机碱与有机酸形成的离子液体催化剂的作用下实现自身的羟醛缩合反应，得到具有双环结构的不饱和前驱体；/n2)双环结构的不饱和前驱体在Metal/C和固体酸催化剂的共同催化下，实现加氢脱氧，得到双环烷烃；/n3)在异构催化剂的催化作用下，通过对双环烷烃产物的异构，实现十氢化萘及其衍生物的合成。/n

【技术特征摘要】
1.一种由生物质平台化合物制备航空燃料的方法，其特征在于：
1)生物质平台化合物环酮在有机酸、有机碱或有机碱与有机酸形成的离子液体催化剂的作用下实现自身的羟醛缩合反应，得到具有双环结构的不饱和前驱体；
2)双环结构的不饱和前驱体在Metal/C和固体酸催化剂的共同催化下，实现加氢脱氧，得到双环烷烃；
3)在异构催化剂的催化作用下，通过对双环烷烃产物的异构，实现十氢化萘及其衍生物的合成。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤1)中所述的环酮为环戊酮或环己酮中的一种或两种；
在步骤1)中所述的有机碱为乙胺、二乙胺、三乙胺、乙醇胺、二乙醇胺中的一种或两种以上；所述的有机酸为甲酸、醋酸、乳酸中的一种或两种以上；
所述的有机碱与有机酸形成的离子液体为以上有机酸与有机碱的任意组合形成的离子液体；
催化剂用量与反应底物环酮摩尔量的比值在0.1％-50％之间，优选比值在1％-40％之间，更优选比值在5％-30％之间。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤2)中所述的加氢脱氧催化剂中，Metal/C为Pt/C、Pd/C、Ru/C、Ir/C、Ni/C、Co/C中的一种或两种以上；固体酸催化剂为Amberlyst-15、Amberlyst-30、Nafion膜、H-ZSM-5、H-Beta、H-MOR、H-SAPO-34中的一种或两种以上；其中，催化剂用量与双环结构的不饱和前驱体质量的比值在0.1％-30％之间，优选比值在5％-30％之间。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤3)中所使用的异构催化剂为H-Y、H-USY、Re-USY、La-Y、H-Beta、H-ZSM-5、H-MOR、H-SAPO-34、Re2O3中的一种或两种以上；其中，催化剂用量与双环烷烃质量的比值在0.1％-30％之间，优选比值在5％-30％之间。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，王冉，李广亿，张涛，王爱琴，王晓东，丛昱，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21