一种采用液态催化工艺生产生物航煤的方法技术

本发明专利技术涉及一种液体催化剂催化生物质原料生产生物航煤的方法。生物质原料与液体催化剂混合均匀经过加氢反应器、尾渣自分离系统、加氢裂化反应器、分离系统，得到优质的生物航煤和生物质轻溶剂油。本发明专利技术以可再生生物质为原料，成功生产出符合标准的生物航煤，利用液态催化剂成功解决了催化剂分散不均匀、金属沉积及积碳等导致催化剂中毒的问题，实现装置连续性大规模、长周期的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种采用液态催化工艺生产生物航煤的方法
本专利技术涉及生物航煤的制备领域，具体涉及一种液态催化工艺生产生物航煤的方法。
技术介绍
随着世界社会经济的不断进步，航空运输业变得愈加重要，使航空煤油的使用量逐年增加，2019年中国航空煤油消耗量为3684万吨，同比增幅为6.4％。传统的航空煤油是以石化能源为原料制备，主要是通过对石油进行精馏，截取其中C9-C16链长的烃类组分得到。而作为制备航空煤油原料的化石能源是一种不可再生的能源，BP石油公司2017年6月发布的能源统计报告称2016年底全球石油探明储量为2707亿吨，同比增长0.9％，储采比仅为50.6年，如果无法探明新的石油，全球石油仅够开采50.6年，因此急需寻找一种可代替化石能源的新的可再生能源来作为制备航空煤油的原料。生物航煤是以生物质能源作为原料来制备得到的航空煤油，不仅能解决石化能源的不可再生性，同时能减少温室气体的排放。目前我国生物航煤制备的专利很多，CN103756794A、CN102464998A所公开的，目前新兴非硫催化剂包括金属Pd、Pt、Ni、Ni、Mo等用于氢气条件下的油脂的加氢脱氧。CN104371758A以原位产氢的方案，利用金属催化剂一步法获得生物航煤方案。CN110846069A公开了分子筛的组合催化剂进行催化反应获得航空煤油产品。CN105921168A公示合成的NiFe/CNTSAPO-11直接可以作为加氢植物油的生物航空煤油催化剂使用。CN106268937A公示了一种催化剂以改性的SBA-15为载体，以Nix-Mo、Nix-Co中的一种作为活性组分，以聚乙二醇200作为分散剂，制备符合使用条件的生物航空煤油。虽然上述方案基本能实现航空燃料的制备但是遇到的问题集中表现在，由于多相催化剂存在分散性差，催化效率低，胶质组分含量相对较高容易导致催化剂结焦和难以工业化，另外加氢脱氧形成的水容易对催化剂活性产生影响，因此迫切需要寻求一种新的催化剂。
技术实现思路
鉴于目前生物航煤制备存在的问题，本专利技术提供了一种液态催化剂和生物航煤生产的方法，采用本专利技术所述的液态催化剂进行生物航煤生产，可以获得较好的分散性，并且催化效率高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是使用包含ⅤB、ⅥB和Ⅷ族元素组分的呈现液态的人工合成催化剂对生物质原料进行加氢裂解。具体步骤如下：一种用于生产生物航煤的加氢方法，包括以下步骤：(1)生物质原料与液态催化剂按比例混合后进入连续式加氢反应器进行液态催化加氢反应得到加氢反应物；(2)加氢反应物进入分离系统分离出生物质加氢残渣和液态催化加氢产物；(3)加氢尾渣自分离系统出装置，脱渣液相产物进入生物航煤加氢裂化反应器在加氢裂化条件下转化为加氢裂化产物；(4)前述加氢裂化产物进入产品分离系统得到生物航煤和生物质轻溶剂油。所述的液态催化剂的比例在0.01～1％，所述的液态催化剂是一种含第V副族、第VI副族和第VIII族元素组分的呈现液态的人工合成催化剂。所述的液态催化剂含有的第V副族元素有钒、铌、钽中的一种或多种，第VI副族元素有铬、钼、钨的一种或多种，第VIII族元素有铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂的一种或多种所述的加氢反应条件是在反应压力为2—20MPa、反应温度200—300℃临氢气氛下的加氢反应过程所述的加氢裂化条件是在加氢裂化催化剂存在下，在2—20MPa、反应温度300—400℃临氢气氛下的加氢轻质化反应过程。所述的的连续式加氢反应器包括悬浮浆态床、悬浮沸腾床或全返混悬浮床加氢反应器。所述的的生物航煤和生物质原料是指采用包括植物油和/或动物脂肪及其它可再生生物质油脂等的生物质原料在所述液态加氢催化和加氢裂化转化过程下得到的。本专利技术属于一种液态催化剂和生物航煤生产的方法，与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：1)液态催化剂的合成工艺简单；2)液态催化剂的具有较好的分散性；3)航煤组分收率高，凝点低；4)生产过程无需补硫，过程绿色，更易工业化；具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释说明，但本专利技术并不仅限于如下实施方式。实施例1液态催化剂的制备：将质量比草酸铌：钼酸铵：草酸镍：偏钨酸铵：水＝2:2:10:2:10配成混合溶液，搅拌均匀即为液态催化剂。生物航煤的生产过程：(1)将大豆油与合成的液态催化剂按质量比1000:1混合用搅拌器搅拌均匀，然后将混合均匀的原料用泵注入悬浮浆态床进行加氢反应，其反应温度为250℃，反应压力为6MPa；(2)加氢反应物注入离心机进行分离，将残渣收集；(3)将脱渣液注入生物航煤加氢裂化反应器在反应温度为350℃，反应压力为8MPa的条件下转化为加氢裂化产物；(4)将加氢裂化产物蒸馏系统得到150-280℃的生物航煤和低于150℃的生物质轻溶剂油。实施例2液态催化剂的制备：将质量比草酸铌：偏钨酸铵：草酸镍：草酸钴：水＝2:2:5:5:10配成混合溶液，搅拌均匀即为液态催化剂。生物航煤的生产过程：(1)将米糠油与合成的液态催化剂按质量比500:1混合用搅拌器搅拌均匀，然后将混合均匀的原料用泵注入悬浮浆态床进行加氢反应，其反应温度为280℃，反应压力为4MPa；(2)加氢反应物注入离心机进行分离，将残渣收集，；(3)将脱渣液注入生物航煤加氢裂化反应器在反应温度为400℃，反应压力为6MPa的条件下转化为加氢裂化产物；(4)将加氢裂化产物蒸馏系统得到150-280℃的生物航煤和低于150℃的生物质轻溶剂油。实施例3液态催化剂的制备：将质量比草酸铌：钼酸铵：草酸铁：硝酸钌：水＝3:2:8:1:10配成混合溶液，搅拌均匀即为液态催化剂。生物航煤的生产过程：(1)将地沟油与合成的液态催化剂按质量比300:1混合用搅拌器搅拌均匀，然后将混合均匀的原料用泵注入悬浮浆态床进行加氢反应，其反应温度为260℃，反应压力为5MPa；(2)加氢反应物注入离心机进行分离，将残渣收集，；(3)将脱渣液注入生物航煤加氢裂化反应器在反应温度为390℃，反应压力为12MPa的条件下转化为加氢裂化产物；(4)将加氢裂化产物蒸馏系统得到150-280℃的生物航煤和低于150℃的生物质轻溶剂油。表1航煤馏分性质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用液态催化工艺生产生物航煤的方法，包括以下步骤：(1)生物质原料与液态催化剂按比例混合后进入连续式加氢反应器进行液态催化加氢反应得到加氢反应物；(2)加氢反应物进入分离系统分离出生物质加氢残渣和液态催化加氢产物；(3)加氢尾渣自分离系统出装置，脱渣液相产物进入生物航煤加氢裂化反应器在加氢裂化条件下转化为加氢裂化产物；(4)前述加氢裂化产物进入产品分离系统得到生物航煤和生物质轻溶剂油。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用液态催化工艺生产生物航煤的方法，包括以下步骤：(1)生物质原料与液态催化剂按比例混合后进入连续式加氢反应器进行液态催化加氢反应得到加氢反应物；(2)加氢反应物进入分离系统分离出生物质加氢残渣和液态催化加氢产物；(3)加氢尾渣自分离系统出装置，脱渣液相产物进入生物航煤加氢裂化反应器在加氢裂化条件下转化为加氢裂化产物；(4)前述加氢裂化产物进入产品分离系统得到生物航煤和生物质轻溶剂油。


2.根据权利要求1的液态催化剂的比例在0.01～1％，所述的液态催化剂是一种含第V副族、第VI副族和第VIII族元素组分的呈现液态的人工合成催化剂。


3.根据要求1的液态催化剂含有的第V副族元素有钒、铌、钽中的一种或多种，第VI副族元...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，王康县，李广慈，李学兵，李青洋，范芮堃，宋彦超，王忠，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37