一种生物沼气制备芳烃基可持续航煤的方法技术

技术编号:45082718 阅读:12 留言:0更新日期:2025-04-25 18:21
本发明专利技术公开了一种从生物沼气制备航空煤油(芳烃组分)的方法。该方法的流程如下:生物沼气经过分离得到甲烷和二氧化碳,然后进行两步化学反应过程。首先是甲烷脱氢芳构化得到苯为主的芳烃和氢气,分离出甲烷用于循环脱氢芳构化反应;然后将氢气和芳烃并入二氧化碳,不需要外源氢气,耦合甲醇合成和苯的烷基化反应得到多取代芳烃。本发明专利技术避免了甲烷与二氧化碳转化为合成气后再进行费托合成这一路线中航煤馏分烃类选择性低的问题。本发明专利技术所使用的反应过程之间高度耦合的转化方法,开拓了一条从沼气生产可持续航空煤油的新路线。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于化学工艺开发领域,具体涉及从生物沼气到可持续航煤的反应路线设计以及相应催化剂的开发。


技术介绍

1、航空煤油一般是指碳原子数在c8-c16之间的混合烃,是现代交通运输中不可或缺的燃料,航空煤油目前严重依赖化石燃料,航空业占全球二氧化碳排放量的约2-3%。随着航空需求的增长,预计这一比例还将持续增加。作为一种环保的替代燃料,可持续航空煤油(saf)使用可再生资源作为原料,能显著降低全生命周期的碳排放。植物油、动物脂肪、餐饮废油等油脂类原料通过加氢脱氧后异构化可制得航空煤油(cn117229804a);也可以通过绿色合成气通过费托合成后精制得到航空煤油,其中,绿色合成气指生物质资源高温气化得到的合成气,或捕获空气中的二氧化碳,结合可再生电力电解水所得绿氢,经逆水气变换反应得到的合成气。

2、以油脂类为原料的路线,脱氧后得到的烃类碳链长度为c15-c18(cn105670679b、cn105567284b和cn105567285b),为达到航煤性质要求,不得不进行后续的加氢裂化和异构化处理,这些c-c键断裂的过程不可避免的形成c1-c7的非本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种以沼气为原料制备可持续航空煤油的方法,其特征在于,沼气通过一步分离过程和两步化学反应过程,得到可持续航煤所需的芳烃组分,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于使用固体吸附剂吸附分离,优选氧化钙基吸附剂进行吸附分离。

3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,氧化钙基吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附,而对甲烷、氮气等沼气中其他组分不吸附。

4.根据权利要求2所述方法,其特征在于,沼气分离选用氧化钙基吸附剂进行吸附分离时,选择固定床或流化床为吸附床,优选为固定床。

5.根据权利要求4所述方法,其特征在于,沼气分离采用变压吸附...

【技术特征摘要】

1.一种以沼气为原料制备可持续航空煤油的方法,其特征在于,沼气通过一步分离过程和两步化学反应过程,得到可持续航煤所需的芳烃组分,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述方法,其特征在于使用固体吸附剂吸附分离,优选氧化钙基吸附剂进行吸附分离。

3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,氧化钙基吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附,而对甲烷、氮气等沼气中其他组分不吸附。

4.根据权利要求2所述方法,其特征在于,沼气分离选用氧化钙基吸附剂进行吸附分离时,选择固定床或流化床为吸附床,优选为固定床。

5.根据权利要求4所述方法,其特征在于,沼气分离采用变压吸附,操作温度为600-900℃,优选为700-800℃;第一阶段是沼气中二氧化碳的吸附,吸附压力0.01-2mpa,优选0.1-0.5mpa;吸附饱和后,进入第二阶段,通过抽真空使二氧化碳解析,解析出来的二氧化碳经过换热冷却后,压缩到2-6mpa,作为后续甲醇合成反应的原料。

6.根据权利要求2所述方法,其特征在于,沼气分离使用两个完全相同的固定床,固定床a处于吸附阶段时,固定床b处于解析阶段;固定床b解析完成后,切换为吸附阶段,同时固定床a进入解析阶段,固定床a和b轮流循环吸附和解析的操作,使得分离过程连续化。

7.根据权利要求2所述方法,其特征在于,氧化钙基吸附剂通过溶胶-凝胶法制备,具体过程为:按所需金属氧化物的含量,计算理论所需金属盐的量,配成金属盐水溶液,所述金属盐选自:硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、柠檬酸盐、草酸盐、醋酸盐的一种或多种;所述金属盐的阳离子除钙离子外,还包括镁、铝、锰、锆、铁、钴、镍、铜离子中的一种或多种;在配置好的溶液中加入柠檬酸和尿素,20-80℃下搅拌形成凝胶,80-120℃下烘干,400-800℃下焙烧,即制得氧化钙基吸附剂。

8.根据权利要求1所述方法,其特征在于,甲烷脱氢芳构化反应使用固定床反应器,沼气分离的吸附尾气甲烷,直接通入反应器;反应温度600-800℃,反应压力0.01-2mpa,优选0.1mpa;原料气空速500-10000ml·g-1·h-1,优选1000-2000ml·g-1·h-1。

9.根据权利要求1所述方法,其特征在于,甲烷脱氢芳构化反应对反应产物进行分离,得到液态芳烃、氢气和未反应...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵晨田井清马冰李韬
申请(专利权)人:上海科密思新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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