航空燃料组合物的制作方法

本发明涉及包含可再生环烷烃煤油的航空燃料组合物。特别地，本发明涉及包含衍生自固体生物质的加氢处理的环烷烃煤油的航空燃料组合物。

背景技术：

1、常规的喷气燃料是在精炼厂中由原油源制备的。通常，通过蒸馏将原油分离成沸点在航空燃料范围内的馏出物煤油馏分。如果需要，对这些馏分进行加氢处理以降低硫、氧和氮的水平。

2、对喷气燃料日益增长的需求和与航空相关排放的环境影响使航空业处于当今全球能源挑战的前沿。对石油基燃料的需求增加已经导致更高的温室气体产量。特别地，航空业占全球co2排放量的约2％。航空运输部门逐年增长3％-5％，并且由于预计对燃料需求的增加和co2排放量的增加，需要探索增加环境友好的燃料源，同时符合喷气燃料规格的方法。

3、也许比温室气体的全球影响更明显的是飞机当地排放的影响。机场附近和周围的排放对空气组成具有直接影响，因此与当地空气质量差有关，而当地空气质量差进一步与对人类健康的影响有关。硫和氮的颗粒和氧化物被认为是当地空气质量差的主要原因。因此，当地空气质量被视为追求环境友好的燃料的必需要素。

4、石油衍生的喷气燃料本身含有链烷烃和芳烃。通常，链烷烃为喷气燃料提供最理想的燃烧清洁度特征。对于飞机涡轮机燃料来说，芳烃通常具有最不理想的燃烧特征。与其他更饱和的烃相比，某些芳烃(诸如萘)在飞机涡轮机中倾向于燃烧时火焰的烟更重，并且释放更大比例的作为不期望的热辐射的化学能。

5、目前减少航空排放的最接近的选择是将由费-托法合成的或由氢化植物油合成的链烷烃煤油(“spk”)与常规喷气燃料共混。可供选择的喷气燃料规格astm d7566允许spk最高至50体积％。如果所得共混物满足该规格，则其可被认证并被认为等同于常规的石油衍生喷气燃料。通常，根据astm d7566，这些合成的链烷烃煤油含有正链烷烃和支链烷烃的混合物。

6、重要的是，新型燃料满足其各自的喷气燃料规格，而不会对安全性或飞机性能产生不利影响。因为spk是纯链烷烃并且不含芳烃和硫，所以它没有表现出喷气燃料所预期的所有期望特性。例如，气转液费-托法衍生的燃料由于其较低的密度而在其纯态下不被认为是符合规格的燃料。此外，spk燃料倾向于具有低体积能量密度，这可能需要比用于长途飞行的飞机燃料箱中所能容纳的燃料更多的燃料。

7、因此，期望配制包含环境友好的燃料组分但仍满足各种喷气燃料规格的要求的航空燃料组合物。还期望配制环境友好的航空燃料组合物，该航空燃料组合物提供某些燃料性能如润滑性和低温特性的改善。

技术实现思路

1、本发明提供一种航空燃料组合物，该航空燃料组合物包含(i)由包含木质纤维素的固体生物质的加氢热解和加氢转化生成的环烷烃煤油，其中该环烷烃煤油包含至少90体积％的环烷烃和小于1体积％的芳烃；(ii)包含大于95体积％的量的正链烷烃和异链烷烃的基于合成链烷烃的煤油；以及(iii)任选的石油衍生的煤油。

2、本发明进一步提供一种用于生产航空燃料组合物的方法，所述方法包括：

3、(a)将固体原料和氢气进料至第一级加氢热解反应器，其中所述第一级加氢热解反应器包含一种或多种脱氧催化剂，并且其中所述固体原料包含含有木质纤维素的生物质；

4、(b)将所述固体原料在所述第一级加氢热解反应器中加氢热解以生成包含部分脱氧的加氢热解产物、h2o、h2、co2、co、c1–c3气体、炭和催化剂细粒的产物流；

5、(c)将所述产物流的至少一部分进料至包含一种或多种加氢转化催化剂的第二级加氢转化反应器；

6、(d)将所述产物流中的所述部分脱氧的加氢热解产物加氢转化以生成包含基本上完全脱氧的烃产物、h2o、co、co2和c1–c3气体的气相产物；

7、(e)冷凝所述气相产物以生成包含所述基本上完全脱氧的烃产物的脱氧烃液体，其中所述基本上完全脱氧的烃产物包含环烷烃煤油，其中所述环烷烃煤油包含至少90体积％的环烷烃和小于1体积％的芳烃；以及

8、(f)将所述环烷烃煤油与包含大于95％的量的正链烷烃和异链烷烃的基于链烷烃的煤油以及石油衍生的喷气燃料混合以生成所述航空燃料组合物。

9、本发明进一步提供一种用于生产航空燃料组合物的方法，所述方法包括：

10、将衍生自包含木质纤维素的生物质的加氢热解和加氢转化的环烷烃煤油与包含大于95％的量的正链烷烃和异链烷烃的基于合成链烷烃的煤油以及任选的石油衍生的喷气燃料混合，其中所述环烷烃煤油包含至少90体积％的环烷烃和小于1体积％的芳烃。

11、已经令人惊奇地发现，本发明的航空燃料组合物提供含有低水平的芳烃的环境友好的喷气燃料，同时在某些燃料特性如润滑性和低温粘度特性方面提供意想不到的改善。

技术特征：

1.一种航空燃料组合物，所述航空燃料组合物包含：

2.根据权利要求1所述的航空燃料组合物，其中所述基于链烷烃的煤油是费-托法衍生的煤油。

3.根据权利要求1或2所述的航空燃料组合物，其中所述环烷烃煤油通过加氢工艺生成，所述加氢工艺包括：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的航空燃料组合物，其中所述航空燃料组合物包含基于总航空燃料组合物计40体积％至90体积％的环烷烃煤油和2体积％至50体积％的链烷烃煤油。

5.根据权利要求4所述的航空燃料组合物，其中所述航空燃料组合物包含基于所述总航空燃料组合物计5体积％至20体积％的石油衍生的煤油。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的航空燃料组合物，其中所述航空燃料组合物包含基于所述总航空燃料组合物计10体积％至95体积％的环烷烃煤油和1体积％至80体积％的链烷烃煤油。

7.根据权利要求6所述的航空燃料组合物，其中所述航空燃料组合物包含基于所述总航空燃料组合物计5体积％至90体积％的石油衍生的煤油。

8.一种用于生产航空燃料组合物的方法，所述方法包括：

9.一种用于生产航空燃料组合物的方法，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述加氢处理是两级法，所述两级法包括用于加氢热解所述生物质以生成包含部分脱氧的加氢热解产物、h2o、h2、co2、co、c1–c3气体、炭和催化剂细粒的产物流的第一级，和用于将所述产物流中的所述部分脱氧的加氢热解产物加氢转化以生成包含基本上完全脱氧的烃产物、h2o、co、co2和c1–c3气体的气相产物的第二级，其中所述基本上完全脱氧的产物包含所述环烷烃煤油。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的或根据权利要求8至10中任一项所述生产的航空燃料组合物用于改善润滑性的用途。

12.根据权利要求1至3、6或7中任一项所述的或根据权利要求8至10中任一项所述生产的航空燃料组合物用于改善低温粘度的用途。

13.航空燃料组合物用于改善低温粘度的用途，所述航空燃料组合物包含：

技术总结本发明提供一种航空燃料组合物，该航空燃料组合物包含：由包含木质纤维素的固体生物质的加氢热解和加氢转化生成的环烷烃煤油，其中该环烷烃煤油包含至少90体积％的环烷烃和小于1体积％的芳烃；包含大于95％的量的正链烷烃和异链烷烃的基于链烷烃的煤油；以及任选的石油衍生的煤油。本发明的该航空燃料组合物提供环境友好的燃料，同时提供改善的润滑性和低温粘度特性。技术研发人员：G·M·瓦伦蒂希,E·M·迈纳受保护的技术使用者：国际壳牌研究有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5